电子-质子束与对等离子体束间丝化不稳定性对正电子的优先加速

在无碰撞的电子与正电子喷流嵌入环境电子-质子等离子体中的粒子网格（PIC）模拟已揭示正电子以牺牲电子动能为代价的加速现象。喷流内的主导不稳定性是电子、质子与正电子间的丝化不稳定性。本工作中我们表明，在初始无磁化的静止环境电子-质子等离子体，与以非相对论速度穿过它的对等离子体束之间，丝化不稳定性确实导致正电子的优先加速。形成的丝中主要充满电流矢量方向相同的粒子。正电子丝与束电子丝被电磁场隔开。某些粒子可跨越场边界进入另一物种的丝中。正电子丝可通过收集环境等离子体的电子来中和其净电荷，而质子不易跟随束电子丝。因此正电子丝可被压缩至比束电子丝更高的密度与温度。在 instability 指数增长阶段结束后发生的丝合并，导致束电子丝膨胀，放大其产生的磁场并在该丝中感应出电场。束电子将相当大一部分动能损失给电场。束电子丝中的某些正电子被感应电场加速至近两倍初始速度。模拟显示正电子丝中感应出较弱电场，且该丝中粒子几乎不改变其速度。