相对论性磁重联中的等离子体团统计学

等离子体团是包含磁场和高能粒子的准球形等离子体区域，是相对论性区域中重联过程的自洽副产物。最近的二维粒子模拟（PIC）模拟表明，等离子体团在重联层内可以经历多种过程（例如合并、整体加速、增长和平流）。我们开发了一个 Monte Carlo（MC）代码，并以近期的 PIC 模拟为基准，检验了这些过程对等离子体团链的稳态尺寸分布和动量分布的影响。结果表明，差分等离子体团尺寸分布为幂律分布，$N(w)\propto w^{-\chi}$，范围从几个等离子体趋肤深度到重联层长度的 $\sim 0.1$。我们通过数值和解析方法证明，幂律指数 $\chi$ 线性依赖于等离子体团加速率与增长率之比，并且随着等离子体磁化率从 3 增加到 50，它略微下降（从 $\sim 2$ 降至 $\sim 1.3$）。我们将结果与近期的 PIC 模拟进行了详细比较，并通过耀变体喷流耀斑事件的代表性案例简要讨论了我们的发现对天体物理学的意义。