三维分隔线重联中具反常俯仰角散射的粒子加速

理解在太阳耀斑期间储存磁能的释放如何促成非热高能粒子的产生是太阳物理学中一个重要的开放问题。磁重联在耀斑期间发生的能量释放与转换过程中起着基础性作用。研究粒子加速的一种常用方法是在由磁流体力学（MHD）重联模拟导出的场中使用测试粒子。这些 MHD 模拟使用的反常电阻率远大于基于库仑碰撞的 Spitzer 电阻率。导致电阻率增强的过程也应当影响测试粒子。我们基于先前使用二维 MHD 磁重联模拟的研究，探索电阻率与粒子轨道之间的联系。本文将该研究扩展至三维磁重联构型，并研究其对测试粒子轨道的影响。我们利用三维分隔线重联的 MHD 模拟进行了轨道计算。我们采用包含随机俯仰角散射的相对论引导中心近似。我们详细研究了改变电阻率与俯仰角散射模型对粒子轨道轨迹、最终位置、能谱、最终俯仰角分布以及轨道持续时间的影响。俯仰角散射拓宽了准直的轨道轨迹束，使轨道能够到达先前无法到达的场线；这导致最终位置扩散至先前不可及的拓扑结构。发现散射轨道能谱主要受反常电阻率水平影响，俯仰角散射模型仅在孤立情况下起作用。发现散射在决定俯仰角与轨道持续时间分布方面起着关键作用。