低地球轨道捕获CRAND质子的蒙特卡洛模拟
地球与行星天体物理
2021-12-23 v1 大气与海洋物理
空间物理
摘要
宇宙线反照中子衰变(CRAND)被认为是内质子辐射带形成的主要机制——至少对于能量相对较高的粒子而言。我们通过蒙特卡洛模拟程序实现了该机制，以计算低地球轨道上的捕获质子辐射，具体通过对宇宙线粒子在地球大气中的逐事件相互作用及其在磁层中的输运来进行。我们考虑了大气中宇宙线相互作用产生的次级中子后续衰变生成质子，以及这些质子在地球磁场中的输运（和/或捕获）。我们解决了此类计算的计算挑战，并开发了优化算法以最小化计算时间。我们使用最新的可用模型对地球大气和磁场构型进行了完整的三维描述。我们给出了低地球轨道处考虑绝热不变量及其他参数的捕获质子的空间与相空间分布。我们将模拟结果与PAMELA实验在低地球轨道测得的捕获质子通量进行了比较，并解释了测量中观测到的某些特征。
引用
@article{arxiv.2112.08677,
title = {Monte Carlo Simulation of CRAND Protons Trapped at Low Earth Orbits},
author = {Ritabrata Sarkar and Abhijit Roy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.08677},
year = {2021}
}
备注
28 pages, 11 figures, Accepted for publication in Advances in Space Research