Кинетика распространения заряженных частиц в магнитном поле при различных направлениях их инжекции

Abstract

На основе кинетического уравнения Фоккера — Планка рассмотрено распространение заряженных частиц высокой энергии в магнитном поле, представляющем собой суперпозицию однородного среднего магнитного поля и магнитных неоднородностей различных масштабов. Получено аналитическое выражение для функции распределения космических лучей, соответствующее мгновенной инжекции частиц в направлении, перпендикулярном к регулярному магнитному полю. При испускании частиц вдоль среднего магнитного поля использовано решение кинетического уравнения в малоугловом приближении. Показано, что пространственно-временное распределение частиц существенным образом зависит от направления их инжекции. На основе полученных решений кинетического уравнения проанализирована эволюция функции углового распределения солнечных космических лучей.

На основі кінетичного рівняння Фоккера — Планка розглянуто поширення заряджених частинок високої енергії у магнітному полі, яке є суперпозицією однорідного середнього магнітного поля і магнітних неоднорідностей різних масштабів. Отримано аналітичний вираз для функції розподілу космічних променів, який відповідає миттєвій інжекції частинок у напрямку, перпендикулярному до регулярного магнітного поля. У випадку емісії частинок вздовж середнього магнітного поля застосовано розв’язок кінетичного рівняння у малокутовому наближенні. Показано, що просторово-часовий розподіл частинок суттєвим чином залежить від напрямку їхньої інжекції. На основі отриманих розв’язків кінетичного рівняння проаналізовано еволюцію функції кутового розподілу сонячних космічних променів.

The energetic charged particle propagation in magnetic field, which is a superposition of the mean homogeneous magnetic field and magnetic inhomogeneities of various scales, is considered on the basis of the Fokker-Planck kinetic equation. The analytical expression for the cosmic ray distribution function corresponding to instantaneous particle injection in the direction, which is perpendicular to the regular magnetic field, is obtained. Under particle emission along the mean magnetic field the kinetic equation solution in the small angle approximation is applied. It is shown that the spatial-temporal cosmic ray distribution depends substantially on the particle injection direction. The evolution of the angular distribution of solar cosmic rays is analyzed on the basis of derived kinetic equation solutions.