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相对论等离子体湍流中粒子分布的空间间歇性

等离子体物理 2023-06-14 v2

摘要

相对论性磁主导湍流是无碰撞等离子体中粒子加速的高效引擎。通过与湍流涨落相互作用而加速的极端相对论性粒子在动量(或能量)空间中形成非热幂律分布函数,f(γ)dγγαdγf(\gamma)d\gamma\propto \gamma^{-\alpha}d\gamma,其中 γ\gamma 为洛伦兹因子。我们认为,除了在能量上呈现非高斯分布外,由相对论性湍流获得能量的粒子在空间上也变得高度间歇。基于粒子在胞数值模拟和唯象建模,我们提出主体等离子体密度具有对数正态统计,而加速粒子密度 nn 具有幂律分布函数,P(n)dnnβdnP(n)dn\propto n^{-\beta}dn。我们认为标度指数满足关系 βα+1\beta\approx \alpha+1,这与数值模拟大体一致。等离子体密度和能量涨落的非空间填充、间歇性分布可能对等离子体加热以及相对论性湍流产生的辐射有影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.11000,
  title  = {Spatial intermittency of particle distribution in relativistic plasma turbulence},
  author = {Cristian Vega and Stanislav Boldyrev and Vadim Roytershteyn},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.11000},
  year   = {2023}
}

备注

10 pages, 5 figures. Accepted for publication in ApJ. Updated to match final ApJ version