亚拉莫尔尺度磁场中的辐射

强磁场的自发快速增长在高能密度环境中相当普遍，这些环境包括天体物理源（例如伽马射线暴和相对论性激波）、磁重联以及激光-等离子体相互作用的实验室实验，其中磁场由韦伯类型的动力学流不稳定性产生。相对论性电子在这些亚拉莫尔尺度磁场中传播时，会在抖动（jitter）机制下辐射，此时磁场的各向异性和粒子分布对产生的辐射有强烈影响。本文发展了抖动辐射的通用理论，该理论包括：(i) 各向异性磁场和电子速度分布，(ii) 俘获电子的效应，以及 (iii) 将描述扩展到辐射粒子的大偏转角，从而建立了经典抖动机制和同步辐射机制之间的过渡。我们的结果与经典韦伯不稳定性的粒子网格模拟获得的辐射谱惊人地一致。特别有趣的是磁场增长的起始阶段，此时由于俘获粒子群的主导作用，瞬时的、违反同步辐射的硬谱很常见。这一效应可以作为天体物理源和实验室实验中剧烈磁场增长的独特观测特征。同样有趣的是，具有小尺度磁场的系统倾向于向小角度抖动机制演化，该机制在某些条件下可以主导一个源的整体辐射。