准相对非相对论性冲击波中的电子加速：一项1D动力学调查

我们对准相对非相对论性冲击波进行1D动力学粒子-in-cell模拟调查，以识别电子加速的适宜环境。我们探索了 unprecedented范围的冲击波速度v_sh≈0.067-0.267c、Alfvén马赫数M_A=5-40、声学马赫数M_s=5-160，以及质子/电子质比m_i/m_e=16-1836。我们发现，高Alfvén马赫数冲击波可将大比例动能输送给非热化粒子，自我维持磁场湍流并加速至更高能量。注入粒子的比例为电子≲0.5%，质子≈1%，相应能量效率为≲2%和≈10%。非热化尾部的扩展程度随Alfvén马赫数而敏感；当M_A≲10时，非热化电子分布在下游热化质子平均动量处几乎不增长，独立于质子/电子质比。冲击波若声学马赫数较低，加速较慢，但当冲击波Alfvén马赫数足够大时，非热化电子仍可实现超过下游热化质子动量的动量。我们提供基于模拟的下游(在动量p_i,e/m_i v_sh≈3√(m_i,e/m_i)处)从热化向非热化分布过渡的参数化，以及非热化电子/质子数密度比。这些结果适用于多种环境，对于建模冲击波驱动的非热化辐射具有重要意义。