直流磁 relativistic 脉冲加速器 (DRPA) 的参数研究： slab 几何下初始频率比和 slab 宽度的依赖性

我们使用二维及三十二分之一维粒子-in-cell 等离子体模拟来研究 expanding magnetized electron-positron 等离子体中粒子能量化的行为。当具有高温 (初始电子和正电子温度为 $k_{B}T_{e}=k_{B}T_{p}=5MeV$) 的磁化相对论等离子体向真空膨胀时，会形成大幅度的电磁 (EM) 脉冲，由于 EM 场能量转化为等离子体粒子能量，表面等离子体粒子在前向方向中有效地被加速。我们发现，DRPA (直流磁 relativistic 脉冲加速器) 的行为严重取决于电子等离子体频率与磁力学频率之比 $\omega_{pe}/\Omega_{e}$ 以及初始等离子体厚度。在 $\omega_{pe}/\Omega_{e}$ 较大的情况下，EM 脉冲迅速衰减，等离子体均匀扩散，无法形成密度峰，因为初始等离子体的热能远大于场能。在相反的情况下，在 $\omega_{pe}/\Omega_{e}$ 较小的情况下，场能足够大，以致对所有等离子体粒子进行能量化，这些粒子被局限在 EM 脉冲中并被有效地加速至超相对论能量。我们还发现，较厚的初始等离子体会增加加速粒子的最大能量。