Radio Echo in the Turbulent Corona and Simulations of Solar Drift-Pair Radio Bursts
漂移对爆发是一种不寻常的太阳低频射电辐射类型，它在动态光谱中表现为两个平行的漂移亮条纹。最近的成像光谱观测允许在源的大小，位置和演变方面的漂移对的定量表征。在这里，漂移对参数进行了定性分析，并与新发展的Monte Carlo射线追踪技术模拟无线电波传播的非均匀各向异性湍流日冕。结果表明，漂移对爆发可以形成由于折射和散射过程的组合，与拖尾分量是湍流反射（湍流无线电回波）的结果。漂移对爆发的形成需要与III型爆发中的等离子体密度波动水平相当的各向异性散射，但在内部湍流尺度具有更强的各向异性。各向异性的无线电波散射模型可以定量再现漂移对突发的关键属性：在给定频率下的表观源大小及其随时间的增加，源质心位置的平行运动，以及突发分量之间的延迟。拖尾分量被发现是几乎同空间和以下的主要组成部分。模拟结果表明，漂移对爆发可能会被观察到更接近磁盘中心和低于100 MHz，由于自由的吸收和散射的影响。漂移对的激发器与哨声传播包一致，这为诊断等离子体湍流和无线电发射机制提供了一种有趣的方法。
2020-07-29 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
MMS Observations of Whistler and Lower Hybrid Drift Waves Associated with Magnetic Reconnection in the Turbulent Magnetosheath
磁重联（MR）及其伴随的并发波在大尺度等离子体边界、地球磁尾准对称和非对称位形以及磁层顶等离子体中得到了广泛的研究。最近的高分辨率观测MMS（磁层多尺度）航天器表明，MR也可以发生在磁鞘的条件是高度湍流时，上游冲击几何是准平行的。强烈的湍流运动使得发展磁流变边界条件复杂。本文证明，MR局部区域的波观测可以作为一种额外的诊断工具，增强我们识别湍流等离子体中MR事件的能力。结果表明，在一个密切相似的MR在大尺度边界，湍流重联相关的哨声波发生在分界线/流出区域和电子扩散区域的外边界，而较低的混合漂移波与密度梯度在电流片的交叉。低杂波漂移不稳定性使密度不均匀性产生波纹。磁鞘中磁共振相关波的识别也是一个重要的里程碑，为发展更好地了解湍流等离子体中的能量再分配和耗散。
2020-01-01 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.space-ph
Solar Energetic Particle drifts and the energy dependence of 1 AU charge states
重离子太阳高能粒子（SEPs）的事件平均电荷态（在距离太阳1 AU处测量）通常随离子的动能而增加。这种行为的起源被归因于加速区域内发生的过程。在本文中，我们研究了通过行星际空间的SEP Fe离子的传播，注入太阳附近的各种电荷状态，均匀分布的能量，通过一个3D的测试粒子模型。在我们的模拟中，由于梯度和曲率漂移与帕克螺旋磁场，不同电荷的离子传播的效率非常不同的观察者，是不是磁连接到源极区。因此，我们发现，对于许多观察者的位置，1 AU的事件平均的电荷状态<Q>，从我们的模型中获得的，显示粒子能量E的增加，在定性协议与航天器的观测。我们的结论是漂移相关的传播是一个可能的解释所观察到的分布<Q>与E在SEP事件，并在行星际空间测量的分布不能被用来代表在注射。
2016-10-17 astro-ph.SR physics.space-ph
Stellar Energetic Particle Transport in the Turbulent and CME-disrupted Stellar Wind of AU~Microscopii
活动恒星发射的高能粒子很可能在天体层磁化等离子体中传播，这些等离子体被高能日冕物质抛射（CME）的先行通过所扰动。我们进行了测试粒子模拟的$\sim$ GeV质子产生的各种距离的M1 Ve星AU~Microscopii的日冕耀斑或旅行冲击。粒子在大尺度静态三维磁场和由测量磁图重建的恒星风中传播，{在$10^{36}$~erg动能CME通过后的相同恒星环境中}。在这两种情况下，磁波动与各向同性的功率谱叠加到大尺度恒星磁场和粒子传播的两个innnermost确认行星进行检查。在静止的情况下，磁场将粒子集中在黄道面附近的两个区域。在CME通过之后，闭合场线保持膨胀，并且重新洗牌的磁场保持高度压缩，从而收缩粒子的散射平均自由程。在CME波瓣的传播方向上，随后的EP通量被抑制。即使是在黄道面外传播的日冕物质抛射锋，在静止和日冕物质抛射后的情况下，沿行星轨道的EP通量也高度波动，峰值比地球上的平均太阳值高$\sim 2 -3$个数量级。
2022-07-18 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Parallel Diffusion Coefficient of Energetic Charged Particles in the Inner Heliosphere from the Turbulent Magnetic Fields Measured by Parker Solar Probe
利用帕克太阳探测器实测磁湍流谱，基于准线性理论计算内日球层高能粒子平行扩散系数，发现其随距离和能量指数增长，并给出经验公式。
2024-03-18 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Mottled protoplanetary disk ionization by magnetically-channeled T Tauri star energetic particles
原行星盘的演化被认为主要是由磁化盘风和湍流粘性引起的角动量传输驱动的。盘的电离对于这些过程是必不可少的，被认为是由于宿主恒星的日冕X射线，但也可能是由日冕耀斑或行进的冲击波产生的高能粒子和恒星风平流产生的。我们对高能质子在真实的T~Tauri星风中的传播进行了试验粒子数值模拟，其中包括叠加的小尺度静磁湍流。各向同性（Kolmogorov功率谱）的湍流分量沿单个粒子的轨迹合成。我们研究了能量范围为$[0.1 - 10]$ GeV的T~Tauri星上大耀斑的{ \it Chandra} X射线观测的预期和{ \it Herschel}空间天文台最近的迹象表明，高能粒子对年轻恒星的盘电离的重要贡献。在与以前的理论研究发现在整个磁盘电离的高能粒子的优势，我们发现，磁盘电离可能是由X射线在其大部分地区，除了在狭窄的区域内，粒子被引导到磁盘上的强烈纠缠和湍流磁场主导。这些区域的径向厚度是靠近恒星的$\sim 5$恒星半径，并随着径向距离的增加而变宽。这可能会持续到离恒星很远的地方（$10$ AU或更远），在那里粒子可以被湍流风大量平流和扩散。
2017-12-30 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.space-ph
From Sun to interplanetary space: What is the pathlength of Solar Energetic Particles?
太阳高能粒子（SEP）在太阳爆发期间被加速，在被原位仪器观测之前在湍流太阳风中传播。为了解释它们的起源，通过与太阳喷发的遥感观测比较，因此，我们必须去卷积的传输效果，由于湍流磁场从SEP观测。最近的研究表明，SEP传播是由穿过平均磁场的磁力线的湍流弯曲引导的。然而，由于场线弯曲，SEP行进的距离延长，迄今为止尚未包括在SEP事件分析中。这一遗漏可能会导致在估计太阳上SEP的释放时间时出现重大错误。我们调查的SEP考虑他们传播的距离沿场线蜿蜒封闭的磁性岛屿是固有的湍流等离子体。我们引入了一个场线Randow Walk模型，该模型考虑了磁岛的物理尺度。我们的方法解决了扩散方程导致不切实际的短路径长度的问题，以及随机行走的路径长度对随机行走步长的分形依赖性。我们发现，从太阳到1 AU的路径长度可以低于标称帕克螺旋长度SEP事件发生在太阳耀斑45 E至60 W，而西方和后面的肢体粒子可以经历的路径长度长于2 AU由于场线曲折。
2019-12-03 astro-ph.SR physics.space-ph
The Relation Between Escape and Scattering Times of Energetic Particles in a Turbulent Magnetized Plasma: Application to Solar Flares
粒子从许多空间和天体物理源的加速区逃逸时间的知识是至关重要的，在分析这些粒子产生的发射信号，并在工作中的加速和运输机制的确定。本文解决了这个一般性的问题，特别是在太阳耀斑，除了散射湍流，从加速区域朝向其边界的磁场收敛也影响粒子逃逸。基于Malyshkin和Kulsrud（2001）的工作，我们测试了逃逸和散射时间之间的（近似）解析关系，以及场收敛速率，对于强扩散和弱扩散极限以及注入粒子的各向同性俯仰角分布都有效，具有粒子传输的数值模型。为此，动力学福克-普朗克传输模型的颗粒求解与随机微分方程计划假设不同的初始俯仰角分布。这种方法可以进一步深入了解运输过程的相空间动力学，否则将无法访问。我们发现，在各向同性情况下，数值结果与解析方程基本一致，而在弱扩散区，特别是沿磁场线分布时，数值结果与解析方程有很大差异。这些结果对于解释太阳耀斑和其他类似的空间和天体物理加速场高能粒子的观测结果以及确定福克-普朗克型动力学方程中常用的加速-传输系数具有重要意义。
2018-10-24 astro-ph.HE physics.space-ph
Variation in Path Lengths of Turbulent Magnetic Field Lines and Solar Energetic Particles
本研究通过蒙特卡洛模拟分析湍流磁力线路径长度变化对太阳高能粒子时间剖面的影响，揭示路径长度变化与湍流拓扑的关系及其对数据拟合的意义。
2024-04-23 astro-ph.SR physics.space-ph
The effect of drifts on the decay phase of SEP events
研究了磁场梯度和曲率漂移对太阳高能粒子（SEP）俯仰角依赖输运的影响，重点研究了3 - 36 MeV质子的SEP输运。通过考虑位于日光层不同位置的观测者，我们研究了漂移如何改变测量的强度-时间分布和能谱。我们专注于太阳高能质子事件的衰变阶段，在此期间，经常观察到的时间不变的光谱和消失的空间强度梯度，被称为“水库效应”或“SEP洪水”的现象。我们研究漂移的影响，通过求解标称帕克太阳风配置和磁流体动力学（MHD）产生的太阳风包含一个共转相互作用区域（CIR）的聚焦输运方程。后一种配置包含一个磁瓶结构，一个瓶颈在太阳，另一个在CIR。它示出的观察者磁性连接的粒子注入站点的边缘附近可以体验到，作为漂移的结果，在不同的时间发生在不同的能量，使没有SEP洪水现象的强度突然下降。在磁瓶中，由于存在加强标称颗粒漂移的磁场梯度，这种效果得到增强。我们还表明，行星际交叉场扩散可以减轻这些漂移的影响。我们的结论是，粒子漂移在某些情况下可以大大修改SEP事件的衰减阶段，特别是如果太阳风包含压缩区域或冲击波的漂移增强。这是，例如，我们的CIR太阳风配置产生的三维MHD模型的情况下，漂移的影响是强大的。因此，在不同的能量通道和不同的观察者中，类似的衰减率需要减轻漂移的影响。
2020-01-14 physics.space-ph
Solar energetic particle propagation in wave turbulence and the possibility of wave generation
对于太阳高能粒子与行星际磁场之间复杂的相互作用，一个完整的理论仍然是难以捉摸的。在这项工作中，我们的目标是对这样一个理论，通过模拟等离子体波湍流中的太阳高能粒子电子的传播。我们指定一个背景湍流谱，通过观测约束，从第一性原理计算传输系数，并模拟这些电子在内日球层中的传播。我们还首次将动力学效应纳入垂直扩散系数。我们表明，这样的“物理第一”的方法可以导致合理的结果，定性比较观察。此外，我们包括波的增长/阻尼由于流电子的影响，并表明这些粒子可以显着改变湍流水平接近太阳的最大事件。
2019-02-06 physics.space-ph
Solar energetic particle access to distant longitudes through turbulent field-line meandering
上下文现有的太阳高能粒子（SEP）传播模型采用Fokker-Planck（FP）方程，将行星际等离子体湍流对SEP的影响描述为扩散。然而，FP模型不能解释所观察到的快速访问的SEP跨越平均磁场的区域，在日光层内的经度广泛分离，而不使用不切实际的强交叉场扩散。目标。我们研究了最近提出的早期非扩散阶段的SEP传播是否可以解释广泛的SEP事件与现实的粒子输运参数。方法.我们使用了一种新的模型，占SEP传播沿场线蜿蜒作为等离子体湍流的结果。这种非扩散传播模式已被证明在SEP事件历史的早期主导SEP跨场传播。我们比较了新的模型，传统的方法，SEP观测。结果使用新的模型，我们重现所观察到的纵向范围SEP峰值通量的特点是由一个高斯分布与$σ=30-50^\circ$，而目前的扩散理论只能解释的程度11 $^\circ$与现实的扩散系数。我们的模型还再现了SEP到达遥远大陆的时间，这不能用扩散模型来解释。结论. SEP的早期发作在很宽的范围内，可以被理解为行星际介质中的磁场线随机游走的影响的结果，并需要一个SEP传输模型，适当地描述了非扩散早期阶段的SEP跨场传播。
2016-04-08 astro-ph.SR physics.space-ph
Effects of Turbulent Magnetic Fields on the Transport and Acceleration of Energetic Charged Particles: Numerical Simulations with Application to Heliospheric Physics
在介绍之后，我们集中于：带电粒子的传输，离子在冲击中的加速，以及电子在冲击中的加速。第二章研究了太阳高能粒子在湍流磁场中的传播。对湍流磁场中的粒子轨迹进行了数值积分。湍流包括一个类似Kolmogorov的功率谱，包含广泛的尺度。粒子强度（辍学）和速度分散的小尺度变化可以重现。这一结果对起始点分析推断SEP信息的误差提供了一个约束。我们发现，使用双组分模型很少产生脱落（Matthaeus等人，1990年）。这一结果对湍流模型提出了质疑。第三章研究了离子的加速。我们使用3-D混合模拟来研究低能粒子在平行冲击下的加速。我们发现粒子通过在激波处的反射获得能量。质子可以在三维电场和磁场中离开场线。我们还使用了随机积分方法来研究扩散冲击加速，包括大规模的磁场变化。这一结果可以解释旅行者1号观测到的异常宇宙射线。第四章结合混合模拟和试验粒子模拟研究了电子在湍流磁场中的冲击加速。通过包括大尺度湍流来增强加速度。由于电子主要沿着场线运动，场线编织允许电子多次与冲击波相互作用。波纹还通过镜像电子而有助于加速。该过程有利于垂直冲击。通过比较电子和质子的加速度，讨论了这对SEP的影响。SEP中电子和离子的强度相关性意味着垂直冲击在加速粒子中起重要作用。
2012-11-15 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Stellar energetic particles in the magnetically turbulent habitable zones of TRAPPIST-1-like planetary systems
靠近母恒星的行星，例如M矮星周围的宜居带，可能会受到特别高剂量的粒子辐射。我们已经进行了测试粒子模拟的~GeV的质子，调查内的星风和磁场的TRAPPIST-1-like系统的耀斑或行波冲击波加速高能粒子的传播。湍流模拟与各向同性功率谱的小尺度静磁扰动。我们发现，只有百分之几的粒子从恒星表面的半个恒星半径内注入逃逸，逃逸分数增加强烈增加注入半径。随着叠加湍流幅度的增加，逃逸颗粒越来越多地被周围螺旋磁场偏转和聚焦。在我们的TRAPPIST-1模拟中，无论注入的角度区域如何，粒子都强烈地集中在快风区域内的两个帽上，并以赤道行星轨道平面为中心。根据应用于M矮星的太阳耀斑的远紫外辐射和高能质子之间的比例关系，最里面的假定可居住行星TRAPPIST-1 e受到质子通量的轰击，其数量级比现在的地球大6个数量级。我们注意到两种机制，可以强烈限制EP通量从活跃的恒星：EP从耀斑包含的恒星磁场和潜在的日冕物质抛射，可能会产生EP在更大的距离也未能逃脱。
2019-02-11 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Velocity dispersion of Solar Energetic Particles in turbulent heliosphere
Jeremiah Horrocks Institute, University of Lancashire（兰开斯特大学杰里米·霍罗克斯研究所）
本文研究了太阳高能粒子在湍流日球层中的速度分散分析，发现湍流显著影响注入时间与路径长度，且VDA结果常包含湍流和背景影响，无法准确反映加速时间。
2026-10-09 astro-ph.SR physics.space-ph
Cross-field transport and pitch-angle anisotropy of solar energetic particles in MHD turbulence
最近对太阳高能粒子在日光层湍流中传播的模拟也在本讲习班上讨论，研究了俯仰角散射和垂直输运在日光经度上粒子传播中的作用，如多航天器测量（STEREO A/B、ACE、SOHO等）所示。在不同的能量范围内都是1 AU。在某些情况下，颗粒分布的一阶俯仰角各向异性是不可忽略的。本文计算了两种MHD湍流模型（a）3-D各向同性模型和（b）Goldreich-Sridhar提出的各向异性模型，在考虑俯仰角依赖性的非均匀湍流中由于梯度/曲率漂移引起的平均垂直位移。我们发现，在这两种情况下，漂移规模为$(1-μ^2)^2$与余弦的俯仰角$μ$，与以前的模型运输的SEP。这一结果可能会影响SEP通过日光层传播的模型。
2015-12-30 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Energetic particle transport across the mean magnetic field: before diffusion
目前的粒子输运模型将带电粒子在湍流等离子体中沿平均场方向的传播描述为扩散。然而，最近的研究表明，在短的时间尺度，如太阳高能粒子（SEP）注入后不久，粒子保持在弯曲的磁场线，这导致在非扩散的初始传播的平均磁场。在这项工作中，我们使用一种新的技术来调查如何从原来的场线的粒子被移位，并量化的参数的过渡，从场对齐的粒子传播沿曲折的场线粒子扩散的平均磁场。我们发现，从场线的粒子的初始去耦是缓慢的，和粒子保持在拉莫尔半径从他们的初始蜿蜒的场线为数十至数百的拉莫尔周期，为0.1-10兆电子伏的质子在湍流条件下典型的太阳风在1~AU。随后，粒子从它们的初始场线解耦，并且在数百到数千个拉莫尔周期之后，达到与场线的曲折所引起的平均场上的粒子扩散一致的时间渐近扩散行为。我们表明，典型的持续时间的预扩散阶段，小时到数十小时的10兆电子伏质子在1~AU太阳风湍流条件下，是显着的SEP传播到1~AU，必须考虑到SEP传播模型时，在行星际空间。
2016-11-16 astro-ph.SR physics.space-ph
Dynamics of energetic particles scattered in the solar wind : Magnetohydrodynamics and test-particle simulations
该研究结合三维 MHD 太阳风模拟与相对论导心试验粒子计算，引入沿磁场散射平均自由程，揭示 SEP 电子的俯仰角分布及绝热冷却与漂移能量损失的时间转换机制。
2025-01-29 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Modelling Solar Energetic Particle transport near a wavy Heliospheric Current Sheet
了解太阳高能粒子（SEP）从太阳加速点到行星际空间和地球的传输是预测空间天气的重要问题。行星际磁场（IMF）具有两个不同的极性和复杂的结构，控制着高能粒子的输运和漂移。本文首次分析了波浪形日球电流片（HCS）对SEP传播的影响。我们在太阳附近注入质子，并在弱散射的情况下，通过整合日光层内部的全三维轨迹来传播它们。我们使用基于磁场源表面图（SSM）的中性线的拟合来对HCS位置进行建模。我们映射1 AU质子过境点，这表明通过HCS在经度上的高效运输，这取决于相对于HCS的注入区域的位置。对于HCS倾斜角周围$30^\circ-40^\circ$，我们发现显着的定性差异之间的A+和A $-$配置的国际货币基金组织，具有较强的通量沿HCS在前一种情况下，但与分布的粒子在更广泛的范围内的纬度和纬度在后者。我们展示了波浪形电流片如何导致粒子注量的纵向周期性增强。我们表明，对于一个A+ IMF配置，波浪形HCS允许更多的质子减速比平坦的HCS。我们发现，A $-$ IMF配置比A+ IMF配置的结果在更大的平均注量，由于在电流片的径向漂移分量。
2017-12-11 astro-ph.SR physics.space-ph
The effect of turbulence strength on meandering field lines and Solar Energetic Particle event extents
了解太阳高能粒子（SEP）的传播过程对于了解太阳爆发对近地空间辐射环境的影响至关重要。SEP传播受到太阳风中湍流磁场的影响，导致SEP随机传输到地球。多航天器观测表明，交叉场传播强烈地塑造了SEP在地球的通量。然而，模拟SEP跨场运输空间扩散已被证明是不够的，不使用不切实际的大跨场扩散系数。最近的研究表明，高能粒子在湍流场中沿平均场方向的早期传播是不扩散的，因为粒子沿着曲折的场线传播。这种早期的传输模式的结果在快速访问的粒子在平均场方向，与SEP的意见。在这项工作中，我们证明了湍流强度的演变的SEP辐射环境在地球附近的意义。我们计算的传输参数与湍流传输模型，参数化的SEP平行散射平均自由程在1~AU，$λ_{\parallel}^{*}$，并表明，平行和跨场传输连接，与条件导致在缓慢的平行传输对应于更广泛的事件。我们发现一个缩放$σ_{ϕ,\, \mathrm{max}}\propto (1/λ_{\parallel}^{*})^{1/4}$的高斯拟合的纵向分布的最大强度。在强散射条件下，具有最高强度的反射波向西移动。我们的研究结果强调的重要性，了解SEP运输和行星际湍流条件的建模和预测SEP辐射环境在地球上。
2018-01-10 astro-ph.SR physics.space-ph
Statistical study of energy dissipation in magnetic structures during turbulent reconnection in the Earth's magnetotail
Princeton University（普林斯顿大学）；Laboratory of Atmospheric and Space Sciences, University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校大气与空间科学实验室）；NASA, Goddard Space Flight Center（美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心）；Princeton Plasma Physics Laboratory（普林斯顿等离子体物理实验室）；University of Tokyo（东京大学）
利用MMS数据统计研究地球磁尾湍流重联区磁结构中的粒子能量机制，发现垂直磁场电子主导耗散，能量交换呈双向性且仅有小正向偏置。
2026-05-28 astro-ph.EP physics.space-ph
Electron acceleration by turbulent plasmoid reconnection
在太空和天体物理等离子体中，就像在行星磁层中一样，如水星，高能电子经常在电流片（CS）附近发现，这暗示了电子通过磁重联加速。不幸的是，通过重联的电子加速还没有得到很好的理解。特别是湍流等离子体团重连的加速。我们已经研究了电子加速湍流等离子体团重联，所描述的MHD模拟，通过测试粒子计算。为了避免将所有相关的湍流尺度分解到耗散尺度，采用平均场湍流模型来描述亚网格尺度（SGS）的湍流及其通过湍流电动势（EMF）的影响。平均场模型将湍流电动势描述为电流密度、涡度、磁场以及湍流能量、交叉螺旋度和剩余螺旋度的平均值的函数。我们发现，主要在湍流重联的X点周围，强烈增强的局部电动势最有效地加速了电子并导致幂律谱的形成。由湍流引起的磁场对准的电动势主导电子加速过程。缩放加速过程的参数的Hermean磁尾，电子能量高达60千电子伏，可以达到通过热等离子体的湍流等离子体团重联。
2018-06-19 physics.plasm-ph physics.space-ph
Energetic Particle Diffusion In Critically Balanced Turbulence
观测和建模表明，磁化等离子体中的波动表现出尺度相关的各向异性，与平均磁场垂直的波动中的能量比平行波动中的能量多，并且各向异性在较小尺度上增加。在湍流等离子体中粒子输运的全轨道模拟中，还没有研究过各向异性的尺度依赖性。本文根据\cite{GoSr1995}提出的临界平衡湍流模型，采用全轨道模拟方法计算高能粒子的空间扩散系数。该模型使用包络湍流方法，其中波数为$k_\perp$的每个二维波模式被封装到长度为$L$的包络中，遵循临界平衡条件$L\propto k_\perp^{-2/3}$，波模式参数在包络之间变化。使用全轨道粒子模拟，我们发现，平行和垂直的扩散系数增加了一个因素2，与以前的模型与尺度无关的各向异性。
2013-04-19 astro-ph.SR physics.space-ph
Numerical Modeling of Energetic Electron Acceleration, Transport, and Emission in Solar Flares: Connecting Loop-top and Footpoint Hard X-Ray Sources
太阳耀斑期间高能电子的加速和输运是太阳物理学的突出课题之一。最近的X射线和无线电成像和光谱观测提供了非热电子分布的诊断，并建议，在某些耀斑事件中，电子主要在环顶加速，并可能经历捕获和/或散射效应。通过结合聚焦粒子输运方程和磁流体动力学（MHD）模拟太阳耀斑，我们提出了一个宏观粒子模型，自然包括电子加速和输运。模拟结果表明，湍流俯仰角散射等物理过程对电子在环顶的加速和在耀斑环中的输运都有重要影响，并且它们的影响与能量密切相关.在环顶中具有增强的空间依赖性湍流散射可以使高效的电子加速到高能量和将丰富的电子传输到足点两者成为可能。我们进一步生成空间分辨的合成硬X射线（HXR）发射图像和光谱，揭示了环顶和足点HXR源。与观测结果类似，我们发现足点HXR源比环顶HXR源更亮更硬。我们认为，宏观粒子模型提供了新的见解，了解所观察到的环顶和脚点非热发射源之间的连接相结合的粒子模型与动态演变的MHD模拟的太阳耀斑。
2022-11-28 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Electron Surfing and Drift Accelerations in a Weibel-dominated High-Mach-number Shock
本文用三维从头算粒子模拟方法研究了电子在高马赫数准垂直激波中如何被加速到相对论能量。我们发现，相干静电布曼波和离子韦伯磁湍流共存于一个强冲击结构，使粒子获得能量在冲击冲浪和随后的随机漂移加速。最初经历冲浪加速度的高能电子通过与磁湍流相互作用进行俯仰角扩散，并在激波过渡区的限制期间连续加速。离子-韦伯湍流是电子有效非热加速的关键。
2017-09-12 astro-ph.HE physics.comp-ph physics.plasm-ph
New Insight into the Formation Mechanism of the Energetic Particle Reservoirs in the Heliosphere
高能粒子库的概念，基本上是基于外反射边界/磁镜或扩散障碍（确定性）的存在，而不是粒子扩散传播（随机）的影响，在磁湍流的假设，已经被用来描述在空间物理学，太阳物理学和等离子体物理领域的高能粒子事件的空间扩展的衰变阶段。使用五维时间相关的福克-普朗克输运方程模拟，在这项工作中，我们证明了所谓的粒子水库自然解释和定量再现的扩散过程中的湍流磁场，而不调用的假设反射边界。我们的研究结果强烈建议，所谓的“水库”（基于确定性结构）应更名为“洪水”（基于随机扩散），这象征着一个真正的转变思想和务实的理由高能粒子和相关的等离子体现象的研究在太阳物理学和天体物理学。
2021-09-14 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.data-an
