无碰撞激波中 ExB 波机制对离子加速至 MeV 的研究
空间物理
2021-10-12 v1 高能天体物理现象
太阳与恒星天体物理
等离子体物理
摘要
研究表明，离子可通过静电波的 ExB 机制在垂直于磁场的方向上加速至 MeV 能量范围。该加速以持续时间为回旋周期一小部分的离散步骤发生，并能解释准垂直激波中离子能量增至 10 keV、以及准平行激波中增至 100–1000 keV 的观测现象。我们给出了任意构型激波中加速离子最大能量的一般表达式。参与加速的波与三种跨场电流驱动不稳定性相关：由激波与激波小结构中的密度梯度诱导的下混杂漂移（LHD）不稳定性，随后是由强 LHD 波电场中电子的 ExB 漂移所诱导的修正双流（MTS）与电子回旋漂移（ECD）不稳定性。ExB 波机制将重离子加速至与原子质量数成正比的能量，这与弓形激波上游的卫星观测以及超新星遗迹中激波后的观测一致。
引用
@article{arxiv.2104.00515,
title = {Ion acceleration to MeV by the ExB wave mechanism in collisionless shocks},
author = {Krzysztof Stasiewicz and Bengt Eliasson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.00515},
year = {2021}
}
备注
12 pages, 6 figures, submitted to the Astrophysical Journal