Нагрев и ускорение электронов при изменении фазовой скорости волн в магнитосфере Земли

Abstract

Рассматривается физическая модель, основанная на квазилинейном описании взаимодействия волна-частица со стандартным диффузионным коэффициентом, столкновения учитываются с помощью интеграла столкновений типа Ландау-Фоккера-Планка. Показано, что повышение энергии высыпающихся электронов объясняется затуханием Ландау для изменяющейся во времени фазовой скорости волны. Проведенное рассмотрение позволяет также объяснить ускорение и нагрев вистлерами электронов, которые удваивают свою энергию на стадии суббури. Результаты могут быть полезны для понимания: физических процессов авроральной активности, процессов в солнечной короне и солнечном ветре, экспериментов по токам увлечения в токамаках и стеллараторах.

Розглянута фізична модель, що основана на квазілінійному описові взаємодії хвиля-частинка зі стандартним дифузійним коефіцієнтом, зіткнення враховуються за допомогою інтеграла зіткнень типу Ландау-Фоккера-Планка. Показано, що підвищення енергії електронів, які висипаються у конус втрат, пояснюється затуханням Ландау для хвилі з фазовою швидкістю, котра змінюється з часом. Проведений розгляд дозволяє також пояснити прискорення та нагрів вістлерами електронів, котрі подвоюють свою енергію на стадії суббурі.

The influence of the hydro magnetic waves on the electron distribution function is studied by numerical simulations. A quasi-linear 2D in velocity space operator models the electron damping of plasma eigenmodes with standard diffusion coefficient. In the paper some properties of chorus radiation while magnetosphere substorm are discussed. The dynamic of process is estimated under condition of varying in time of phase velocity and hence of phase resonance on the base of chorus radiation while substorms. This allows us to explain acceleration and heating of energetic electrons that double up energy during the stage of substorm.