磁场线曲率散射对辐射带和环电流粒子影响的定量化
摘要：磁场线曲率散射（FLCS）发生在粒子回旋半径与磁场线曲率半径相当，并且破坏了第一个绝热不变量的守恒。作为一种无碰撞粒子散射机制，FLCS在影响辐射带中能量电子的分布、环电流离子的沉降以及质子各向同性边界（IB）的形成方面起着重要作用。近年来，它在粒子动力学研究中的应用越来越多。以前的研究集中于定量研究单个案例中曲率散射的影响。本文利用解析模型计算FLCS在真实磁场模型中引起的扩散系数的空间分布。使用不同能量的粒子分析曲率散射在径向和MLT方向上的覆盖范围，以及$Kp$指数的影响。根据扩散系数估计了由于曲率散射引起的粒子衰减时间，这表明曲率散射的时间尺度太长，无法解释能量为MeV或更低的辐射带和环电流中电子的快速损失。然而，环电流质子的衰减时间为几小时甚至几分钟，可以用来解释磁暴恢复期间环电流衰减。最后，简要比较了午夜赤道附近的共振波粒子散射和FLCS的影响。发现FLCS对环电流区域的百万电子伏特质子的影响与甚至大于EMIC波粒子散射的影响。我们的研究结果表明FLCS的重要影响，应该在辐射带和环电流建模中予以考虑。
作者：Bin Cai, Hanlin Li, Yifan Wu, and Xin Tao
论文ID：2303.06687
分类：Space Physics
分类简称：physics.space-ph
提交时间：2023-03-14