流式爆发碎屑电磁耦合与波动的混合粒子模拟

多种系统可建模为电离碎屑在磁化无碰撞背景等离子体中的点状爆炸——包括天体物理实例、空间主动实验以及激光驱动实验室实验。平行于磁场从爆炸中流出的碎屑可能驱动多种共振与非共振离子-离子束不稳定性，其中部分可高效将碎屑能量耦合至背景，并甚至可能支持激波的形成。我们展示了一项大规模混合（动力学离子+流体电子）粒子模拟（PIC），从三维爆炸向外延伸数百个离子惯性长度，解析了这些不稳定性。我们表明，这些不稳定性的特征因独特横向结构的存在而与一维等效情形显著不同。额外的二维模拟探究了碎屑束的长度、宽度、密度与速度如何影响碎屑-背景耦合，对准平行激波的产生具有启示意义。