无碰撞激波中的返回电流

无碰撞激波倾向于将带电粒子送入上游，从而在等离子体中驱动电流。利用动理学粒子模拟（PIC）模拟，我们研究了背景热等离子体如何在准平行非相对论性电子-质子激波的上游中和此类电流。我们在不同区域观察到不同的过程：远上游、激波前体和激波底部。在远上游，电流由非热质子携带，这些质子驱动静电模式并产生向上游无穷远处移动的超热电子。在更靠近激波处（前体内），束流的电流密度和动量通量均增加，这导致了电磁流不稳定性，有助于超热电子的热化。在激波底部，这些电子暴露于激波反射质子，导致双流型不稳定性。我们通过粒子追踪和受控模拟分析了这些过程及由此产生的加热。特别地，我们表明激波底部的不稳定性可使电子的有效热速度与反射质子的漂移速度相当。这些发现对于理解磁场放大以及可能导致超热电子注入扩散激波加速的过程均具有重要意义。