基于混合动理学模拟的三维磁重联中多物种离子加速

磁重联在空间与天体物理中广泛驱动多物种粒子加速。我们开展了首次具备充分尺度分离以产生非热重离子加速的三维混合模拟（电子为流体、离子为动理学），其中破碎的磁通绳对所有物种的加速至关重要。我们证明了所有离子物种（直至 Fe）通过共同的费米加速机制加速为具有相似谱指数的幂律谱。上游离子速度影响注入的首次费米反射。随后费米加速的起始对电荷-质量比（Q/M）较低的离子存在延迟，直至增长的磁通绳使其磁化。这导致与物种相关的最大能量/核子 $\propto(Q/M)^\alpha$。这些发现与重联区原位观测一致，表明费米加速是主导的多物种离子加速机制。