CRPropa 3.1——基于随机微分方程的低能扩展
天体物理仪器与方法
2017-07-26 v2 星系天体物理
高能天体物理现象
摘要
带电宇宙射线在银河系环境中的传播影响着地球上观测的各个方面。由于磁场中的偏转以及与星际介质的相互作用，能谱、成分和到达方向发生改变。如今，输运通过不同的模拟方法模拟，这些方法要么基于输运方程的解（多粒子图像），要么基于运动方程的解（单粒子图像）。我们为公开可用的传播软件 CRPropa 3.1 开发了一个新模块，其中实现了一种使用随机微分方程求解输运方程的算法。该技术允许我们使用相对于任意磁背景场各向异性的扩散张量。CRPropa 的源代码用 C++ 编写，并通过 SWIG 进行 python 控制，这使其易于使用且计算快速。在本文中，我们提出了新的低能传播代码以及为证明新实现准确性而开发的验证程序。此外，我们展示了宇宙射线密度演化的首批示例，其强烈依赖于平行 和垂直 扩散系数的比值。系统地考察了这种依赖性以及粒子刚性对扩散过程的影响。
引用
@article{arxiv.1704.07484,
title = {CRPropa 3.1 -- A low energy extension based on stochastic differential equations},
author = {Lukas Merten and Julia Becker Tjus and Horst Fichtner and Björn Eichmann and Günter Sigl},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.07484},
year = {2017}
}
备注
Accepted for publication in JCAP, 33 pages, 17 figures