Particle scattering in turbulent plasmas with amplified wave modes
Particle scattering in turbulent plasmas with amplified wave modes
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具有放大波模式的湍流等离子体中的粒子散射
DOI：
10.1051/0004-6361/201220804
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发表时间：
2013
影响因子：
6.5
通讯作者：
Laitinen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Spanier;Battarbee;Vainio ;Laitinen
高能粒子在日冕物质抛射或耀斑期间穿过太阳风的等离子体。这会导致不稳定性，导致特定共振波数下的波增长，特别是在激波区域内。这些被放大的波模对湍流散射过程有显著的影响。本文给出了具有激发波模的湍流等离子体中粒子输运和散射的结果。所使用的方法是一个混合的模拟代码，它处理的日光层湍流的不可压缩磁流体动力学方法分开的动力学粒子的描述。此外，一个半解析模型，采用准线性理论（QLT）的数值结果进行了比较。本文旨在对俯仰角散射系数有一个更基本的理解和解释。我们的计算结果表明，粒子模拟和宽带湍流谱的QLT的一个很好的协议，更高的湍流水平和粒子束驱动的等离子体，QLT近似变得更糟。特别是μ= 0处的共振间隙对陡峭湍流谱的QLT提出了一个众所周知的问题，而测试粒子计算表明粒子在该区域散射没有问题。原因是QLT中尖锐的共振波-粒子相互作用是测试粒子计算中更广泛共振的过度简化，这是由QLT中不包括的非线性效应引起的。我们强调数值模拟和分析粒子输运方法，特别是QLT的有效性，这些结果的重要性。
High-energy particles stream during coronal mass ejections or flares through the plasma of the solar wind. This causes instabilities, which lead to wave growth at specific resonant wave numbers, especially within shock regions. These amplified wave modes influence the turbulent scattering process significantly. In this paper, results of particle transport and scattering in turbulent plasmas with excited wave modes are presented. The method used is a hybrid simulation code, which treats the heliospheric turbulence by an incompressible magnetohydrodynamic approach separately from a kinetic particle description. Furthermore, a semi-analytical model using quasilinear theory (QLT) is compared to the numerical results. This paper aims at a more fundamental understanding and interpretation of the pitch-angle scattering coefficients. Our calculations show a good agreement of particle simulations and the QLT for broad-band turbulent spectra; for higher turbulence levels and particle beam driven plasmas, the QLT approximation gets worse. Especially the resonance gap atμ= 0 poses a well-known problem for QLT for steep turbulence spectra, whereas test-particle computations show no problems for the particles to scatter across this region. The reason is that the sharp resonant wave-particle interactions in QLT are an oversimplification of the broader resonances in test-particle calculations, which result from nonlinear effects not included in the QLT. We emphasise the importance of these results for both numerical simulations and analytical particle transport approaches, especially the validity of the QLT.
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原位俯仰角余弦覆盖对太阳高能粒子注入和行星际传输条件推导的影响
DOI：
--
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
--
作者：
N. Agueda;R. Vainio;D. Lario;B. Sanahuja
通讯作者：
B. Sanahuja
影响因子：
25.2
作者：
M. Lee;I. Lerche
通讯作者：
M. Lee;I. Lerche
DOI：
10.1088/0004-637x/750/2/150
发表时间：
2012
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Spanier ;Kissmann
通讯作者：
Kissmann
影响因子：
6.5
作者：
R. Vainio
通讯作者：
R. Vainio
太阳日冕加热的各向异性湍流模型
DOI：
--
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
--
作者：
B. Bigot;S. Galtier;H. Politano
通讯作者：
H. Politano