Мagnetized particle diffusion in a random electric field with jumping phase

Abstract

Diffusion of charged particles across a constant magnetic field caused by random varying electric field is considered. The electric field is assumed to be a superposition of waves with a fixed frequency, various wave vectors and randomly jumping phase. The dependence of a diffusion coefficient on a field correlation time is calculated. The effect of particle trapping which is more pronounced for a field with a low frequency of phase jumps is taken into account. It is shown that the results of the statistical approach are consistent with the direct numerical simulation.

Розглянуто дифузію заряджених частинок поперек постійного магнітного поля, обумовлену випадковим змінним електричним полем. Вважається, що електричне поле є суперпозицією хвиль з фіксованою частотою, різними хвильовими векторами та випадковими стрибками фази. Розрахована залежність коефіцієнта дифузії від часу кореляції поля. Враховано ефект захоплення частинок, який є більш вираженим для полів з малою частотою стрибків фази. Показано, що результати статистичного підходу узгоджуються з прямим числовим моделюванням.

Рассмотрена диффузия заряженных частиц поперек постоянного магнитного поля, обусловленная случайным переменным электрическим полем. Предполагается, что электрическое поле представляет собой суперпозицию волн с фиксированной частотой, различными волновыми векторами и случайными прыжками фазы. Рассчитана зависимость коэффициента диффузии от времени корреляции поля. Учтен эффект захвата частиц, наиболее выраженный для полей с малой частотой скачков фазы. Показано, что результаты статистического подхода согласуются с прямым числовым моделированием.