动能尺度下的相对论性 Alfvén 湍流

在强磁化、磁主导的相对论性等离子体中，Alfvénic 湍流可以扩展到远小于粒子惯性尺度的尺度。它导致了一种能量级联，类似于非相对论性空间和天体物理等离子体中存在的惯性或动能 Alfvén 湍流级联。基于现象学建模和粒子网格 (PIC) 数值模拟，我们提出这种相对论性动能尺度 Alfvénic 湍流的能谱接近 $k^{-3}$ 或因间歇性修正或 Landau 阻尼而略陡。我们注意到该谱与二维不可压缩流体湍流中对应于拟能级联的 Kraichnan 谱的类比。这种湍流强烈地沿背景磁场方向给粒子注入能量，导致近乎一维的粒子动量分布。我们发现这些分布具有普适的对数正态统计特性。