周期性静磁平衡态的自发衰变

为了理解导致高磁化相对论性等离子体变得不稳定的条件，以及在此类情况下等离子体如何演化，我们研究了一类典型的静磁平衡态，其中磁场满足$\nabla \times\mathbf B = \alpha \mathbf B$，且$\alpha$在周期性域上是空间均匀的。利用数值解，我们表明此类平衡态的通用例子对理想模（包括不可压缩模）是不稳定的，其特征是在线性阶段呈指数增长。我们刻画了不稳定模，展示了如何从磁结构和电流结构的合并角度来理解它，并利用能量原理明确证明了其不稳定性。在追踪这些解的非线性演化后，我们发现它们迅速开发出具有相对论速度的区域以及量级与磁场相当的电场，在动力学时标上释放磁能，并最终稳定在具有最大允许波长的构型中。这些特性使得此类解成为探索极端宇宙伽马射线源背后机制的有力场景。