Diffusive shock acceleration of cosmic rays with non-Gaussian transport

非高斯输运宇宙射线的扩散激波加速

• 批准号: 23654169
• 负责人: HADA Tohru
• 金额: $ 1.58万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23654169/
• 关键词: 宇宙線加速; 非ガウス過程; 宇宙線; 衝撃波統計加速; 非ガウス統計

The diffusive shock acceleration (DSA) is recognized as the most likely acceleration process to produce the observed power law spectrum of cosmic rays. One of the key elements of the DSA is the scattering of the cosmic rays by MHD turbulence, which is believed to exist both shock upstream and downstream. While the majority of past studies on the DSA adopt quasi-linear type model for the cosmic ray spatial diffusion, actual transport of the cosmic rays in a plasma with MHD turbulence can be qualitatively different. We studied the DSA process via test particle simulations by specifying non-Gaussian type scattering statistics to cosmic rays. The cosmic ray spectrum, spatial profile, and the acceleration time scale are evaluated, and are compared with observational data. In addition, fractal diffusion equation including the shock wave is numerically evaluated and the results are compared with the test particle simulations.

扩散性激波加速度（DSA）被认为是最可能产生观测到的宇宙射线幂律谱的加速过程。DSA的关键要素之一是MHD湍流对宇宙射线的散射，这被认为是上游和下游都存在的激波。虽然过去关于DSA的研究大多采用准线性模型来描述宇宙射线的空间扩散，但宇宙射线在MHD湍流等离子体中的实际输运可能会有质的不同。我们通过对宇宙射线进行非高斯型散射统计，通过测试粒子模拟研究了DSA过程。评估了宇宙射线谱、空间剖面和加速时间尺度，并与观测数据进行了比较。此外，对含激波的分形扩散方程进行了数值计算，并与试验颗粒模拟结果进行了比较。

项目成果

複数衝撃波による衝撃波統計加速

多个冲击波的冲击波统计加速

• 发表时间: 2012
• 作者: 中野谷賢;羽田亨;松清修一
• 通讯作者: 松清修一

Full Particle-In-Cell simulation of two colliding shocks

两次碰撞冲击的完整粒子内模拟

• DOI: 10.7566/jpscp.1.015103
• 发表时间: 2014
• 期刊: Proc. The 12th Asia Pacific Physics Conference
• 作者: M. Nakanotani;S. Matsukiyo;T. Hada
• 通讯作者: T. Hada

SLAMS の流体モデル

SLAMS流体模型

• 发表时间: 2011
• 作者: 羽田亨;成行泰裕;M. A. Lee
• 通讯作者: M. A. Lee

FLuid modeling of SLAMS

SLAMS 的流体建模

• 发表时间: 2011
• 作者: T. Hada;Y. Nariyuki;M. A. Lee
• 通讯作者: M. A. Lee

Some modern analysis of space plasma waves

空间等离子体波的一些现代分析

• 发表时间: 2012
• 作者: O.Nishikawa ;J.Muto ;K.Otsuki;T. Hada
• 通讯作者: T. Hada