碰撞等离子体中通过集体过程产生超热电子

在空间等离子体中观测到的带电粒子速度分布函数中高能尾的普遍存在，暗示存在一种底层过程，负责将一部分带电粒子群体带离热平衡并重新分布到超热速度和能量范围。本通讯聚焦于对高度碰撞等离子体中超热电子分布函数起源的一种新的基本物理解释。这一过程涉及一种新发现的静电轫致辐射发射，该排放在存在二体碰撞的等离子体中有效。由这种过程决定的稳态电子速度分布函数对应于一个麦克斯韦核心加上一个准反幂律尾，这是许多空间等离子体环境中普遍观测到的特征。为了证明这一点，我们数值求解了自洽的粒子与波动力学方程组，初始条件为麦克斯韦电子速度分布和朗缪尔波谱强度，这是一个不反映静电轫致辐射过程存在、因而未处于力平衡的状态。静电轫致辐射项随后驱动系统达到一个新的力平衡稳态。经过长时间积分，证明初始的朗缪尔涨落谱被修改，进而将初始的麦克斯韦电子分布扭曲为一种类似于所述核心-超热尾的速度分布。因此，这种机制可能在以高碰撞性为特征的日冕源区起作用。