비열 가속을 통한 전자, 양전자, 그리고 양성자의 비상대론적 준평행 충돌 없는 충격에서의 가속

초록 에너지가 높은 양전자가 성간 매질에서 관측되었으며, 약 1 TeV까지의 상대론적 에너지를 가진 고에너지 양전자가 은하의 우주선에서 발견되었습니다. 우리는 양성자, 전자 및 양전자로 구성된 플라즈마에 의해 유도된 비상대론적 준평행 충돌 없는 충격에서의 입자 가속, 특히 양전자의 가속에 대한 연구를 수행했습니다. 플라즈마에서 양전자-양성자 수 밀도 비율은 0.1입니다. 우리는 충격의 정지 기준계에서 17.1의 음속 마하 수와 16.8의 알프베니 마하 수를 가진 대표적인 충격에 초점을 맞추었습니다. 충격에서 양전자를 포함한 입자의 가속 메커니즘을 조사하기 위해 1D 입자-셀 시뮬레이션을 활용했습니다. 연구 결과, 충격 내 세 종류의 입자가 모두 가속될 수 있으며 파워-법 스펙트럼을 나타냅니다. 충격 전선에서 들어오는 상류 입자의 상당 부분이 반사되어 상당한 에너지 증가를 겪으며, 이러한 반사된 입자는 확산 충격 가속(DSA) 과정에 효율적으로 주입될 수 있습니다. 더불어, 반사된 양전자는 충격의 상류에서 자기장과 평행한 전기장에 의해 추가적으로 가속될 수 있습니다. 그 결과, 양전자는 전자에 비해 DSA 과정에 주입되도록 선호적으로 가속될 수 있습니다.