北京大学团队用三维辐射PIC模拟揭示正负电子对加载相对论湍流中的离子加热机制
北京大学团队用自洽三维辐射粒子模拟(WarpX)研究正负电子对加载的相对论湍流,识别出由对产生增强的辐射反馈介导的离子加热机制。研究推导了进入辐射主导区的理论判据,发现对加载促进大尺度连通光学厚结构的生长与持续,通过类betatron加速和湍流动能向内能的转化反复产生局域热离子团,为黑洞日冕和伽马射线暴外流中间歇性热离子产生提供理论基础。
北京大学团队用自洽三维辐射粒子模拟(WarpX)研究正负电子对加载的相对论湍流,识别出由对产生增强的辐射反馈介导的离子加热机制。研究推导了进入辐射主导区的理论判据,发现对加载促进大尺度连通光学厚结构的生长与持续,通过类betatron加速和湍流动能向内能的转化反复产生局域热离子团,为黑洞日冕和伽马射线暴外流中间歇性热离子产生提供理论基础。
该论文用 VPIC 全动理学粒子模拟(σ=12–800,零导向场,二维无辐射对等离子体)研究相对论磁重联中粒子注入的能量来源,把注入阈值 γinj=σ/4 之前的能量增益分为 E>B 区内(去磁化)、退出后一次回旋内(再磁化)和其余时间(磁化)三个通道。
研究给出标量玻色-爱因斯坦(BE)凝聚体背景下费米子的旋量与传播子的简洁公式,并计算了通用费米子 χ 在 BE 背景中的散射率。由于背景费米子色散关系依赖螺旋度,运动学呈现非标准特征:在特定动量处某一费米子模式群速为零,散射率出现类 Van Hove 奇点。结果可用于宇宙线电子经暗物质-电子散射冷却,以及中微子、电子在标量暗物质背景中的传播。