湍流磁场中的扩散过程

我们研究了湍流对磁化介质内扩散过程的影响。虽然我们以热传递过程为例进行阐述，但我们的结果具有普遍性，适用于不同的过程，例如重元素的扩散。我们的处理方法也适用于描述由磁场游走引起的宇宙射线扩散。特别是，我们发现当能量注入速度小于阿尔芬速度时，热传递会受到部分抑制；而在相反机制下，湍流效应取决于驱动强度。事实上，湍流速度等于阿尔芬速度的尺度 $l_A$ 是一个新的重要参数。当电子平均自由程 $\lambda$ 大于 $l_A$ 时，湍流越强，电子的热导率越低。然而，湍流运动也会诱导其自身的平流输运，从而提供有效的扩散率。对于星系团，我们发现湍流是热传递最重要的因素。我们还表明，次扩散 (subdiffusion) 概念的适用范围相当有限。