随机加速对宇宙射线能谱的修正

背景：典型的空间等离子体包含时空变化的湍流电磁场。理解高能粒子的输运以及带电粒子的加速机制是当今天体粒子物理学的重要目标。目的：为了理解粒子源处的加速机制，必须知晓其后续效应。因此，需要研究由随机加速引起的粒子能量分布的修正。方法：通过使用蒙特卡洛模拟代码以及解析求解动量扩散方程，研究了动量空间中的扩散过程。为简化起见，假设湍流由一维阿尔芬波组成。结果：两种方法均表明，平均而言，所有速度与阿尔芬速度相当的粒子都会被加速。这通过显著增加能谱指数影响了能量分布。结论：由于电磁湍流，在地球测量到的粒子能谱可能与其初始能谱存在巨大偏差。然而，对于速度显著高于阿尔芬速度的粒子，这种效应变得可以忽略不计。