亚临界与超临界准垂直激波中的电子加速：二维与三维模拟

激波加速电子存在于许多天体物理环境中，其被加速至高能的机制尚不完全清楚。对于较高的马赫数，激波为超临界，其波前呈现宽频涨落或涟漪。激波面涨落一直是许多观测与理论研究的对象，并已知对电子加速十分重要。我们结合混合粒子网格（Particle-In-Cell）与试探粒子方法，研究激波面涨落如何在全三维模拟中影响超热电子的加速，并对二维与三维情形给出完整比较。我们考察了二维与三维中一系列不同的准垂直激波，参数范围与太阳风中观测到的相容。初始电子速度分布取为 kappa 函数，与太阳风原位测量一致。发现超临界情形下的电子加速强于亚临界。当激波波前的完整三维结构被解析时，观测到电子能量稍高，我们认为这是由于电子每次相互作用中可与多于一个表面涨落相互作用所致。在超临界 regime 中，即便激波几何偏离 $\theta_{Bn}$ 非常接近 90$^\circ$ 时也发现了高效的电子能量增益。二维模拟显示出非真实电子俘获的迹象，导致亚临界情形下能量稍高。