相对论无碰撞激波的物理：散射中心参考系
高能天体物理现象
2019-07-26 v2 等离子体物理
摘要
在致力于无磁化相对论性无碰撞正负电子对激波微观物理的系列论文的第一篇中，我们讨论了在激波前兆中通过超相对论性超热粒子束与背景等离子体相互作用而发展的韦贝尔型横向电流丝化不稳定性（CFI）的物理。我们特别引入了“韦贝尔参考系”或散射中心参考系的概念，在该参考系中微湍流主要为磁性。我们利用首先基于麦克斯韦-约特纳分布函数的不稳定性线性阶段的动力学表述，随后利用不稳定性非线性阶段的准静态模型，计算了该参考系的性质。两种方法均表明：（i）韦贝尔参考系相对于背景等离子体以亚相对论速度运动，因此相对于激波前沿以相对论速度运动；（ii）韦贝尔参考系相对于背景等离子体的速度随 缩放，即超热粒子束压强以进入激波的动量通量密度为单位的量；（iii）韦贝尔参考系相对于激波前沿的运动比背景等离子体稍慢。我们的理论结果与在专门的大规模 2D3V PIC 模拟中进行的测量结果令人满意地一致。
引用
@article{arxiv.1907.07750,
title = {Physics of relativistic collisionless shocks: The scattering center frame},
author = {G. Pelletier and L. Gremillet and A. Vanthieghem and M. Lemoine},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.07750},
year = {2019}
}