宇宙线小尺度各向异性与局部湍流磁场

在过去十年中，多种实验在很宽的能量范围和不同的角尺度上观测到了宇宙线各向异性。然而，迄今为止尚未提出全面或令人满意的解释。宇宙线在地球上的到达分布是其源分布与粒子传播所经磁场的几何效应及性质的卷积。通常认为，最大角尺度上的各向异性拓扑是由结构化星际磁场中的扩散绝热地塑造的。相反，中等和小角尺度结构可能是宇宙线在受扰磁场中非扩散传播的效应。特别地，在 TeV 能标观测到的小尺度各向异性的一种可能解释，可能源于粒子在湍流磁化等离子体中的散射效应。我们对低 $\beta$ 可压缩磁流体动力学湍流中的测试粒子轨迹进行数值积分，以研究当宇宙线沿局部湍流磁场流动时其到达方向分布是如何受扰动的。我们利用 Liouville 定理获得地球处的各向异性，并为该定理在宇宙线到达分布这一具体情况下的应用提供了理论框架。在本工作中，我们讨论了在这种非均匀且湍流的星际磁场中传播所产生的各向异性效应。