湍流介质中Cosmic-ray能量扩散的数值计算
A Numerical Assessment of Cosmic-ray Energy Diffusion through Turbulent Media
摘要：
宇宙射线是如何产生的，在哪里产生的，以及它们是如何通过各种湍流介质扩散的，这些都是天体物理学中具有深远影响的基本问题，无论是在我们对银河系内外高能过程的理论理解方面，还是在对空间和地面GeV和TeV观测的成功解释方面。例如，最近和正在进行的检测，例如，费米（在太空中）和HESS（在纳米比亚）对在致密分子气体区域产生的$γ$射线的研究为这两个过程提供了重要线索。在本文中，我们进行了一个全面的数值研究相对论粒子加速和运输通过湍流磁化环境，以获得广泛有用的能量扩散系数的标度律。
英文摘要：
How and where cosmic rays are produced, and how they diffuse through various turbulent media, represent fundamental problems in astrophysics with far reaching implications, both in terms of our theoretical understanding of high-energy processes in the Milky Way and beyond, and the successful interpretation of space-based and ground based GeV and TeV observations. For example, recent and ongoing detections, e.g., by Fermi (in space) and HESS (in Namibia), of $γ$-rays produced in regions of dense molecular gas hold important clues for both processes. In this paper, we carry out a comprehensive numerical investigation of relativistic particle acceleration and transport through turbulent magnetized environments in order to derive broadly useful scaling laws for the energy diffusion coefficients.
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