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背景。中子星被超强电磁场有效加速的超相对论粒子所包围。这些粒子通过曲率、同步加速器和逆康普顿辐射大量发射高能光子。然而，到目前为止，还没有任何数值模拟能够处理这种极端情况，即非常高的洛伦兹因子和接近甚至超过量子临界极限 4.4 × 109T 的磁场强度。目的。本文旨在研究旋转磁偶极子中的粒子加速和辐射反应衰减，其实际场强为 105 T 至 1010 T，这是毫秒和年轻脉冲星以及磁星的典型场强。方法。为此，我们在简化的 Landau-Lifshitz 近似中实现了一个精确的分析粒子推动器，包括辐射反应，其中假设电磁场在一个时间步长积分期间在时间上恒定而在空间上均匀。使用速度 Verlet 方法执行位置更新。我们针对时间独立的背景电磁场（如交叉电场和磁场中的电漂移以及偶极子中的磁漂移和镜像运动）对我们的算法进行了广泛的测试。最后，我们将其应用于真实的中子星环境。结果。我们研究了粒子加速以及辐射反应对插入毫秒脉冲星、年轻脉冲星和磁星周围的电子、质子和铁核的影响，并与没有辐射反应的情况进行了比较。我们发现最大洛伦兹因子取决于粒子种类，但与中子星类型的影响很小。电子的能量高达 γ e ≈ 10 8 − 10 9 ，而质子的能量高达 γ p ≈ 10 5 − 10 6 ，铁的能量高达 γ ≈ 10 4 − 10 5 。虽然质子和铁不受辐射反应的影响，但电子的速度却急剧下降，使其最大洛伦兹因子降低了四个数量级。我们还发现，在几乎所有情况下，辐射反应极限轨迹都与简化的朗道-利夫希茨近似非常吻合。
强磁化旋转偶极子中的粒子加速和辐射反应
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