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.

扩散的冲击加速度（DSA）被认为是产生观察到的宇宙射线功率法谱的最可能的加速过程。 DSA的关键要素之一是通过MHD湍流散射宇宙射线，据信这既存在于上游和下游。尽管过去关于DSA的大多数研究采用准线性类型模型来进行宇宙射线空间扩散，但在具有MHD湍流的等离子体中，宇宙射线的实际运输可能在质上有所不同。我们通过将非高斯型散射统计量指定为宇宙射线，通过测试粒子模拟研究了DSA过程。评估了宇宙射线频谱，空间轮廓和加速度时间尺度，并将其与观察数据进行比较。此外，对包括冲击波在内的分形扩散方程进行了数值评估，并将结果与​​测试粒子模拟进行了比较。

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

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

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