各向同性 Kolmogorov 湍流中的宇宙线各向异性扩散

理解扩散过程的时间尺度及其各向异性程度，对于在湍流磁场中建模宇宙线输运至关重要。我们表明，尽管在存在有序磁场分量的情况下扩散张量各分量表现出高度各向异性，但在大范围的能量和湍流水平上扩散时间尺度是各向同性的。我们讨论并比较了经典散射关系作为平行与垂直扩散系数之间关系描述的预测能力与其数值模拟。在很大的参数空间内发现了非常好的一致性，从而将经典散射关系的预测转化为垂直分量的计算方案。我们讨论并比较了这些发现，特别是达到扩散态所需的时间尺度，与粒子停留在天文环境中的时间尺度（即所谓的逃逸时间尺度）。结果表明，尤其在高能情况下，由扩散系数得到的逃逸时间可能超过扩散所需的时间尺度。在这些情况下，逃逸时间无法由扩散系数确定。