具有放大波模的湍流等离子体中的粒子散射

在日冕物质抛射或耀斑期间，高能粒子穿过太阳风等离子体流射。这引发不稳定性，导致特定共振波数处的波增长，尤其是在激波区域内。这些放大的波模显著影响湍流散射过程。本文展示了在含有激发波模的湍流等离子体中粒子输运与散射的结果。所使用的方法为混合模拟代码，该方法通过不可压缩磁流体动力学途径处理日球层湍流，并将其与动力学粒子描述分开处理。此外，将使用准线性理论（QLT）的半解析模型与数值结果进行了比较。本文旨在更深入地理解并解释投掷角散射系数。我们的计算表明，对于宽频湍流谱，粒子模拟与 QLT 吻合良好；对于较高的湍流水平和粒子束驱动的等离子体，QLT 近似变差。特别是 $\mu=0$ 处的共振间隙是 QLT 处理陡峭湍流谱时众所周知的问题，而测试粒子计算显示粒子在跨越该区域散射时没有问题。原因是 QLT 中尖锐的共振波-粒相互作用是对测试粒子计算中更宽共振的过度简化，后者源于 QLT 未包含的非线性效应。我们强调这些结果对数值模拟和解析粒子输运方法的重要性，尤其是 QLT 的有效性。