具有磁聚焦与“电报”模型的宇宙线传输
高能天体物理现象
2016-10-11 v2
摘要
宇宙线(CR)受磁不规则性散射的约束,被认为以扩散方式传播。但扩散近似有一个著名缺陷,即部分粒子以不切实际的高速传播,这促使人们关注基于“电报”方程的替代性CR传输模型。然而,其推导常缺乏严谨性和透明度,导致结果不一致。我们将经典的Chapman-Enskog方法应用于CR传输问题。我们表明,在系统消除短时间尺度的适当渐近展开的任何阶中,都不会出现“电报”(二阶时间导数)项。尽管如此,该项可形式上从展开的第四阶超扩散项转换而来。但是,电报项和超扩散项都仅在与强俯仰角各向异性或初始CR分布的空间不均匀性相关的短弛豫期内重要。在此期限之后,两种情况下系统均呈扩散演化。使电报与Chapman-Enskog方法合理等价的项转换,仅能在此弛豫期后发生。在此期内,电报解被认为是不物理的。与超扩散修正不同,它并非一致有效,并给解引入了难以置信的奇异分量。这些分量在弛豫期内主导解。由于它们被证明并非底层散射问题所固有,我们认为电报项是在该问题的渐近约化中非自愿获得的。
引用
@article{arxiv.1502.01799,
title = {Cosmic Ray Transport with Magnetic Focusing and the "Telegraph" model},
author = {Mikhail Malkov and Roald Sagdeev},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.01799},
year = {2016}
}
备注
26 pages, no figures, significantly extended since V.1