快粒子受低频磁涨落引起的俯仰角散射

粒子运动过程中磁矩的绝热不变性对磁化等离子体动力学具有根本重要性。本文针对热流穿过静态磁扰动中的快粒子，研究相关的俯仰角散射率。对于具有局域扰动的均匀磁场，发现曲率参数$\kappa^2=\min(R_c/\rho_L)$不能预测俯仰角散射的水平。相反，基于在给定磁场中粒子轨道的数值积分，我们推导了粒子散射率的预测，其可由相对扰动幅度$A\simeq \delta B/B$以及以扰动场向波长归一化的粒子拉莫尔半径$\rho_L/\lambda_{\|}$来表征。$\rho_L/\lambda_{\|}\simeq1$的粒子遭受强俯仰角散射，而在$\rho_L/\lambda_{\|} \ll 1$和$\rho_L/\lambda_{\|} \gg 1$两种极限下散射水平均消失。结果以一个散射算符的形式总结，适用于将所描述的散射纳入基本动力学模型。