Частицы в Альфвеновских волнах

[Polines]

У меня такой вопрос:
Имеем турбулентную плазму которая представляется некой суперпозицией Альфвеновских волн которые двигаються вдоль постоянного магнитного поля. Какое должно быть расспредиления заряженных частиц по направлениям движения (изотропно или анизатропно) в такой плазме после довольно длительного времени?

[R-o-m-e-n]

А в каком приближении рассматривается задача?

[Polines]

R-o-m-e-n в сообщении #232271 писал(а):

А в каком приближении рассматривается задача?

Релятивистском.
Скорость волн около 0,5c
Энергия ускоряемых протонов около 1e10eV.
Мне нужно общие соображения, думаю они будут одинаковы в нерелятивистском релятивистском и ультрарелятивистском случаее одинаковы.

[R-o-m-e-n]

Polines в сообщении #232274 писал(а):

R-o-m-e-n в сообщении #232271 писал(а):

А в каком приближении рассматривается задача?

Релятивистском.
Скорость волн около 0,5c
Энергия ускоряемых протонов около 1e10eV.
Мне нужно общие соображения, думаю они будут одинаковы в нерелятивистском релятивистском и ультрарелятивистском случаее одинаковы.

Этого мало.
Но в общем случае, анизотропия должна определяться величиной магнитного поля.

[Polines]

Теоретически говорят что должна быть изотропия а у меня при чесленных моделированиях выходит анизотропия

[R-o-m-e-n]

Polines в сообщении #232287 писал(а):

Теоретически говорят что должна быть изотропия а у меня при чесленных моделированиях выходит анизотропия

Интересно, кто это говорил.
Существует соотношение $\[ H^2 \approx \rho c^2 \] $.
Все определяется соотношением правой и левой частей.

[Polines]

R-o-m-e-n в сообщении #232303 писал(а):

Polines в сообщении #232287 писал(а):

Теоретически говорят что должна быть изотропия а у меня при чесленных моделированиях выходит анизотропия

Интересно, кто это говорил.
Существует соотношение $\[ H^2 \approx \rho c^2 \] $.
Все определяется соотношением правой и левой частей.

А какое отношение имеет это к направлению движения ускоряемых частиц (не плазмы)?

-- Пт июл 31, 2009 21:00:12 --

Принимаем что ускоряемые частицы не влияют на плазму.

[R-o-m-e-n]

Polines в сообщении #232307 писал(а):

А какое отношение имеет это к направлению движения ускоряемых частиц (не плазмы)?

Действительно, из условия не совсем понятно какие частицы интересуют. Я имел ввиду частицы в волне.

[Polines]

Да, в плазме представленной суперпозицией линейно поляризованых альфвеновских волн которые двигаются вдоль и в противоположную сторону относительно постоянного магнитного поля ускоряются протоны. Считаем что они не влияют на плазму. Все-таки, изотропным лии должно быть рассприделения протонов после ускорения?

[R-o-m-e-n]

Polines в сообщении #232313 писал(а):

в плазме представленной суперпозицией линейно поляризованых альфвеновских волн

В смысле турбулентностью представленной суперпозицией линейно поляризованых альфвеновских волн?

Polines в сообщении #232313 писал(а):

Считаем что они не влияют на плазму. Все-таки, изотропным лии должно быть рассприделения протонов после ускорения?

Вообще, волны могут ускорять и замедлять частицы при резонансном взаимодействии. В этом случае частицы не могут не влиять на волну. В этом случае все повязано на циклотронной частоте, т.е. опять же на магнитном поле. Есть и нерезонансные механизмы ускорения частиц. Но, в любом случае, если поле на масштабе длины волны достаточно сильное, распределение частиц будет анизотропным.

[Polines]

Для простоты считаем частицы не влияют на волну.
Тогда вопрос ккой механизм ускорения мы получаем?
- резонансный
- стохастический
- Ферми

[R-o-m-e-n]

Polines в сообщении #232326 писал(а):

Для простоты считаем частицы не влияют на волну.
Тогда вопрос какой механизм ускорения мы получаем?
- резонансный
- стохастический
- Ферми

Для ответа мало условий.
По-моему, при любом механизме функция распределения распадается на изотропную и анизотропную части.
Вообще, если нет влияния частиц на волну, то резонансный механизм отпадает.
Забыл задать вопрос: какую плазму изучаем? Вы так и не указали.
При скоростях 0,5с альвеновские волны могут быть только при $\[ 0,5\rho _0 c^2 < < \frac{{H_0^2 }}{{8\pi }} \] $.
В другом случае будем иметь ударные волны. Точнее ансамбль ударных волн.
Наиболее вероятно, ускорительный механизм будет фермиевский. Кстати он стохастический.

[Polines]

R-o-m-e-n, спасибо за дельный ответ.

Вообще, если нет влияния частиц на волну, то резонансный механизм отпадает.
Резонансный механизм это когда частица движется в таком направлении и с такой энергий, что есть резонанс между ларморовой частотой частицы и волной. Тогда идет перекачка энергии с волны на частицу. Считаем что плотность энергия волн настолько превышает плотность энергии частиц, что волны не теряют при этом энергию. Или я где-то не прав?

При скоростях 0,5с альвеновские волны могут быть только при ...
Да это условие выполняем, волны альфвеновскиею.

Но механизм Ферми базируется на многократных отражениях частицы от магнитных волн.
Но у меня образуются так же электрическое поле E=[uB] которое кажется и ускоряет эти частицы. Все-таки что это за механизм?

[R-o-m-e-n]

Polines в сообщении #232366 писал(а):

Вообще, если нет влияния частиц на волну, то резонансный механизм отпадает.
Резонансный механизм это когда частица движется в таком направлении и с такой энергий, что есть резонанс между ларморовой частотой частицы и волной. Тогда идет перекачка энергии с волны на частицу. Считаем что плотность энергия волн настолько превышает плотность энергии частиц, что волны не теряют при этом энергию. Или я где-то не прав?

Передача энергии может идти в обе стороны. Т.е. частица может терять энергию.
1. В каком приближении рассматривается плазма?
2. Как все же выполняется соотношение $\[ \rho \upsilon ^2 \approx H_0^2\]$?
Объясню зачем. Если у нас поле слабое, то внешнее фоновое поле от бОльших масштабов турбулентности к меньшим все сильнее хаотизируетя. В итоге получаем изотропную турбулентность, которая описывается либо колмогоровским, либо крейчненовским спектром.

Важна также ларморовская частота частиц волны в том смысле, что если она совпадает с частотой волны, то волны бегущие по полю будут усиливаться, а бегущие против поля - ослабляться.

Polines в сообщении #232366 писал(а):

При скоростях 0,5с альвеновские волны могут быть только при ...
Да это условие выполняем, волны альфвеновскиею.

Но механизм Ферми базируется на многократных отражениях частицы от магнитных волн.
Но у меня образуются так же электрическое поле E=[uB] которое кажется и ускоряет эти частицы. Все-таки что это за механизм?

Ну, покоящиеся заряженные частицы, например, никаким другим полем ускориться не могут.
Посмотрите статью:
Антонова Е.Е., Бахарева М.Ф., Ломоносов В.Н. Ускорительные механизмы в космосе.
Она в Ихтике есть.

[Polines]

Меня плазма не интересует, я ее просто задаю как суперпозицию синусоидальных волн с Колмогорловым спектром. Волны двигаются вдоль постоянного магнитного поля в обоих направлениях.
Спасибо за статью