强交叉电磁场中的磁场屏蔽

我们考虑交叉的电场和磁场 $\left(\vec{B}=B\,\hat{z},~\vec{E}=E\,\hat{y}\right)$，其中 $E/B<1$，并存在一定数量的初始 $e^{\pm}$ 对。我们此处不讨论这些初始对的产生机制。电场将正负电子对加速到高能量，从而辐射高能同步辐射光子。这些光子通过磁对产生过程（MPP，即 $\gamma+B\rightarrow e^{+}+e^{-}$）与磁场相互作用，产生额外的正负电子对。我们在此表明，所有正负电子对绕磁力线的运动产生电流，该电流诱导出一个屏蔽初始磁场的磁场。例如，对于初始对数 $N_{\pm,0}=10^{10}$，初始磁场 $10^{12}$ G 可被削弱几个百分点。屏蔽发生在短时间尺度 $10^{-21}\leq t \leq 10^{-15}$ s 内，即在粒子加速时间尺度等于同步辐射冷却时间尺度之前。本简化模型指出了导致强磁场屏蔽的物理条件。为评估该现象在特定天体物理源（如脉冲星或伽马射线暴）中的发生情况，可扩展该模型以评估不同的电场和磁场几何结构、超临界场中的量子效应，以及 $e^{-}e^{+}$ 对的产生、分布和多重性的具体机制。