平行跨相对论激波中非线性粒子加速的蒙特卡洛模拟

我们展示了平行无碰撞激波中粒子加速的蒙特卡洛模拟结果。我们的模拟包含参数化的散射和特定的热泄漏注入模型，计算了激波前方加速粒子与热粒子注入之间的反馈，前者会影响激波前驱区并“平滑”激波。我们表明，在非相对论激波（其中加速效率可能极高，且非线性压缩比可能显著大于 Rankine-Hugoniot 值）与完全相对论激波（其中扩散激波加速效率较低，且压缩比保持在 Rankine-Hugoniot 值）之间存在一个过渡。这一过渡发生在跨相对论区域，对于我们使用的特定参数，该过渡发生在激波洛伦兹因子约为 1.5 时。我们还发现，非线性激波平滑效应显著降低了在超相对论激波中大角度散射所预期的加速效率。我们无缝处理从超相对论到跨相对论再到非相对论激波过渡的能力，对于演化中的相对论系统（如伽马射线暴和 Ibc 型超新星）可能至关重要。我们预计，在此过渡期间，激波加速谱将发生显著演化，从早期的较软谱演变为当激波变为非相对论时的更硬谱。