相对论等离子体中辐射冷却诱导的相干微波激射发射
等离子体物理
2025-04-15 v1 高能天体物理现象
摘要
强电磁场中的相对论等离子体与经典等离子体相比表现出截然不同的性质。在天体物理环境中，如中子星、白矮星、AGN 和激波中，相对论等离子体普遍存在，并预期在这些系统的动力学中发挥关键作用。尽管其意义重大，但对此类等离子体的实验和理论研究均很有限。在此，我们首次对在高度磁化介质中经历同步辐射冷却的相对论等离子体进行了从头算的高分辨率动力学模拟。我们的结果表明，在很宽的参数范围内，这些等离子体通过电子回旋微波激射不稳定性自发产生相干线偏振辐射（与电子/正电子比例无关），且辐射损耗改变了该不稳定性的饱和。这使得等离子体能够在显著更长的时间内持续放大相干辐射。这些发现突显了强磁化环境中相对论等离子体行为的根本差异，并与脉冲星发射和快速射电暴等天文现象相吻合。
引用
@article{arxiv.2409.18955,
title = {Radiative cooling induced coherent maser emission in relativistic plasmas},
author = {Pablo J. Bilbao and Thales Silva and Luis O. Silva},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.18955},
year = {2025}
}