静态磁湍流中带电粒子扩散与漂移的早期速度自相关

利用测试粒子模拟，我们研究了在由三维各向同性湍流功率谱导出的时间独立空间涨落磁场中，带电粒子散射的两点速度相关函数的时间依赖性。该相关函数使我们能够计算平行和垂直于平均磁场的空间扩散系数。我们的模拟证实了垂直扩散系数对湍流能量密度和粒子能量的依赖性，这之前由早期带电粒子输运模型预测。利用计算出的扩散系数，我们利用粒子速度自相关来研究粒子从无扰动运动方程解“去相关”的时间尺度。评估了平行和垂直运动的去相关时间尺度，包括粒子从局部磁力线的漂移。对于粒子回旋半径与磁湍流相关长度的不同比值，比较了强和弱磁湍流的状态。我们的模拟参数可应用于行星际空间中的高能粒子、超新星激波处的宇宙射线以及星系际介质中的宇宙射线输运。