种子粒子存在下的非线性冲击波加速

穿越冲击波表面的粒子可以通过一级费米加速获得能量。只要加速后粒子的压力保持远小于来自入射气体的动力学压力（即所谓的试验粒子近似），线性理论便能成功地描述加速过程。当这一条件不再满足时，冲击波会被加速后粒子的压力以非线性方式所修饰，即加速后粒子的谱和冲击波结构相互决定。本文首次描述了当冲击波在已存在种子粒子的介质中传播时，非线性加速 regime。此情况可能适用于例如向星际介质中传播的超新星冲击波，其中宇宙射线与气体压力处于平衡状态。我们发现，对于从热池中加速的粒子情况，先前在非线性 regime的替代描述中发现的多重解现象也会出现。此外，对于超新星冲击波的相关参数，冲击波主要是由于已存在的宇宙射线的存在，而非来自热池中新粒子的加速，才会转为非线性。我们在此研究以下三种情况的非线性 regime的起始：1）种子粒子与气体压力相等分区；2）从热池中加速的粒子；3）1）和2）的组合。