盒外泄漏：具有宇宙射线逃逸的动力学湍流

我们使用新颖的三维粒子网格模拟研究了强湍流对等离子体中的粒子加速，该模拟具有来自外部热浴的粒子注入和扩散逃逸。我们证明了稳态、非热粒子分布的形成，其最大能量达到Hillas极限。稳态的特征在于等离子体动能和磁压的平衡，这对加速速率施加了上限。随着冷等离子体磁化强度 $\sigma_0$ 的增加，非热幂律谱变得更硬，并且进入逃逸宇宙射线的能量比例增加。在 $\sigma_0 \gtrsim 1$ 时，逃逸的宇宙射线占耗散能量的50%以上。我们的方法允许在稳态条件下对粒子加速进行动力学研究，并可应用于各种天体物理系统。