超高能宇宙线在小俯仰角下与阻尼等离子体波的散射
高能天体物理现象
2022-12-29 v1
摘要
尽管过去几十年在超高能宇宙线（UHECR）散射研究方面已取得大量理论与实验努力，一些问题仍悬而未决或仅部分得到解答。其中两个将是本文关注重点的是：UHECR 的可能源，以及 PeV 能量以上宇宙线的加速机制。为解析计算俯仰角 Fokker-Planck 系数，我们采用准线性理论研究 UHECR 的小俯仰角散射及可能的约束。CR 粒子与倾斜低频阻尼波发生共振相互作用。我们表明共振函数因阻尼效应而展宽，并将此结果与非线性展宽进行比较。不同于 slab 湍流中纯平行（或反平行）传播波的情形，倾斜快模波的压缩磁场分量使得宇宙线粒子能通过 n = 0 共振与回旋共振一起与这些波发生共振相互作用，这强烈影响了 Hillas 极限。所得结果可用于计算所有形式湍流谱的平行平均自由程；其已应用于银河系内接近超高能的 CR 输运与传播。对天体物理源中粒子加速的准确理解，有助于解释宇宙线从银河系到河外起源的可能转变（若有）以及最高能处 UHECR 能谱的形状。
引用
@article{arxiv.2212.13755,
title = {Scattering of the UHECR at small pitch angle by damped plasma waves},
author = {M. Vukcevic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.13755},
year = {2022}
}