相对论无碰撞等离子体湍流中电流薄片的尺度统计

我们分析了来自完全动力学、二维相对论等离子体湍流模拟中，利用无监督机器学习数据切割获得的一致间歇结构——电流薄片——的空间尺度分布。我们发现，薄片长度 $\ell$（分析结构在主导导向场垂直于其方向上最长尺度）和曲率 $r_c$（拟合结构的圆的半径）的分布函数可以很好地近似为幂律分布，表明这些结构具有自相似性。薄片宽度 $w$（结构的最短尺度）的分布在动力学尺度处峰值，并在更大的值处呈指数衰减。数据显示 $w$ 与 $\ell$ 之间几乎或没有相关性，这正如理论预期的那样。典型的 $r_c$ 随 $\ell$ 线性依赖，表明所有薄片相对于其尺寸都具有类似的曲率。我们发现 $r_c$ 与 $w$ 之间存在弱相关性。我们的结果可用于为高能天体物理中的等离子体湍流制定现实的磁流体动力学亚网格模型提供信息。