超高能宇宙射线的扩散传播与扩散定理
天体物理学
2009-11-10 v3
摘要
我们对超高能(UHE)粒子在外星磁场中的扩散传播进行了详尽的解析研究。影响扩散光谱的关键参数是源之间的间距。在源之间的间距远小于所有特征传播长度的情况下，UHE粒子的扩散光谱具有{em 通用}形式，独立于传播模式。这一声明具有定理的地位。该证明是通过粒子数在传播过程中的守恒获得的，也通过UHE粒子传播的动力学方程获得。该定理也可借助扩散方程来证明。特别是，我们数值地表明，当源之间的间距减小时，扩散 fluxes将收敆到这种通用光谱。我们还研究了在弱和强磁场中求解扩散方程的解析解，并考虑了能量损失。在强磁场且源之间间距足够大的情况下，GZK截止实际上可以消失，因为这一发现早在数值模拟中就已找到。在实际情况下，然而，所需的源功率过大，以至于不可能实现这种可能性。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0403095,
title = {Diffusive propagation of UHECR and the propagation theorem},
author = {R. Aloisio and V. Berezinsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0403095},
year = {2009}
}
备注
16 pages, 13 eps figures, discussion of the absence of the GZK cut-off in strong magnetic field added, a misprint in figure 6 corrected, version accepted for publication in ApJ