Resumen La aceleración de partículas y la formación de estructuras características del espacio de fase lejos del equilibrio térmico, junto con sus mecanismos subyacentes, constituyen temas de investigación clave en múltiples disciplinas. Estos fenómenos tienen una particular importancia en la física de plasmas y abarcan aplicaciones desde la física fundamental hasta la ciencia y tecnología espacial. La reconexión magnética que involucra iones fríos es ubicua tanto en plasmas espaciales como en plasmas de fusión en laboratorio. En comparación con otras poblaciones de partículas, los iones fríos exhiben firmas cinéticas más distintivas de aceleración y dinámica fuera de equilibrio. En este trabajo, analizamos procesos típicos de reconexión sin colisiones con iones fríos en un equilibrio inicial de hoja de Harris bidimensional mediante simulación numérica. Se encuentra que la formación de la estructura del espacio de fase de los iones fríos está estrechamente relacionada con la propiedad topológica de las configuraciones magnéticas. Para aquellos que ingresan a la región de difusión alrededor del punto X, los iones fríos son acelerados principalmente por el campo eléctrico de reconexión, y se forma una estructura similar a un grupo en el espacio de fase cerca de la región de flujo. Por otro lado, para aquellos que ingresan a la región de escape a través de la separatrix lejos del punto X, los iones fríos son acelerados principalmente por el campo eléctrico de Hall. En este caso, la aceleración dependiente de la fase de giro produce una distribución del espacio de velocidad en forma de media luna que representa la proyección visible de una estructura subyacente en espiral del espacio de fase dentro de la separatrix. Los procesos de aceleración y los mecanismos de formación de estructuras del espacio de fase se analizan más a fondo utilizando el método de trazado de partículas. Estos resultados destacan el papel crítico de la topología magnética y los campos eléctricos localizados en la regulación de la aceleración de iones fríos y la estructuración del espacio de fase no equilibriado durante la reconexión magnética sin colisiones.
Sun et al. (Fri,) estudiaron esta cuestión.