Введение к работе
Актуальность темы диссертации
Исследования процессов \скорення и распространения космических лучей представляет интерес, главным образом, по дв> м причинам Во-первых, свойства ускоренных частиц нес>т сведения о явлениях, протекающих в среде, и величинах параметров области их ускорения и распространения Во-вторых, ускоренные частицы часто сами являются активным компонентом, существенно влияющим на динамические процессы плазмы
Исследование процессов ускорения необходимо как для понимания фундаментальных свойств космической плазмы, для воссоздания целостной картины разнообразных явлений в природе, так и для решения многих прикладных проблем
Особый интерес представляет исследование процессов ускорения и распространения, протекающих в межпланетном пространстве, поскольку в этом случае имеется возможность сопоставления результатов расчетов и прямых или косвенных измерений, что позволяет проводить детальную проверку адекватности раэтичных гипотез и на этой основе делать обоснованные предсказания о характере аналої ичных процессов в удаленных астрофизических объектах
Цель работы
Целью диссертации является из\чение ускорения энергичных ионов дрейфовым механизмом \дарными волнами с кривизной
Конкретно, целями диссертации являются
-
Исследование ускорения энергичных ионов при дрейфе на фронте околоземной головной ударной волны
-
Изучение динамики интенсивности частиц в присутствии плоской движущейся ударной волны
-
Разработка метода траекторий релятивистских частиц как средство описания свойств предвестников крупномасштабных возмущений солнечного ветра
Научные результаты и новизна работы
Впервые посредством чис тонного моделирования определено влияние формы фроша околоземной головной ударной волны на спектр энергичных попов, ускоренных дрейфовым механизмом Пол\чены свидетельства
существенной зависимости амплитуды спектра отраженных ионов от T's р-булентности магнитного поля в области за ударным фронтом
Впервые получены результаты аналитических расчетов динамики ин-тенсивности частиц is 'присутствии плоской движущейся ударной волны в случае коэффициентов диффузии, зависящих от энергии Результаты применены для интерпретации динамики интенсивности солнечных космических лучей постепенных событий
Разработан метод траекторий релятивистских частиц в применении к описанию свойств предвестников возмущения солнечного ветра в космических лучах На основе модельных расчетов впервые дана оценка регистрации предвестников определены свойства предвозрастаний интенсивности, определена интенсивность космических лучей от времени, регистрируемая наземным детектором в идеалнзованном событии
Достоверность научных результатов
Достоверность результатов обусловлена использованием адекватных физических моделей, применимость которых ограничена четко сформулированными критериями Использованием общепринятых, апробированных численных методов расчета с определением их точности Там где это возможно полученные результаты сопоставлены с результатами других авторов
Практическая и научная ценность работы*
Разработанные модели будут использоваться для выяснения вклада различных процессов в ускорение энергичных ионов при дрейфе на фронте околоземной головной ударной волны
Результаты расчетов динамики интенсивности частиц в присутствии бегущей ударной волны будут использоваться для анализа динамики солнечных космических лучей постепенных событий
Метод траекторий релятивистских частиц будет использоваться при идентификации возмущений и для прогноза появления возмущений солнечного ветра в задачах космической погоды
Личный вклад автора
Автор внес значительный вкчад в разработкл моделей ускорения ионов на фронте околоземной юловной ударной волны и отладку численных программ расчетов
При его л частіш были проведены численные расчеты аналитической моде чи динамики интенсивности заряженных частиц в присутствии бегущей плоской \дарной волны с коэффициентами диффузии зависящими от энергии, а так же выполнено сопоставление результатов расчетов с данными измерений конкретных событий
Является соавтором метода траекторий релятивистских частиц и его применения к анализу свойств предвестников возмещений солнечною ветра
Вклад автора в разработку численных моделей, проведение расчетов и представлении результатов на конференциях и симпозиумах является преобладающим
Апробация работы
Результаты, вошедшие в диссертацию, докладывались и обсуждались
На 27-й (Hamburg, 2001), 28-й (Tsukuba, 2003) и 29-й (Pune, 2005) между народных конференциях по космическим лучам, На симпозиуме "Solar and Galactic Composition SOHO-ACE Woikshop" (Bern, 2001), Ha Committee on Space Reseaich Scientific Assembly (COSPAR Sofia, 2002, Beijing, 2006), На Всероссийской конференции "Проблемы физики космических лучей и солнечно-земных связей" (Якутск, 2002) На Международной Байкальской школе по фундаментальной физике (Иркутск 2002, 2005) На ISCS Svmposmm "Solar Variability as an Input to the Eaith's Environment" (Tatranska Lommca, 2003) На 28-ой и 29-ой Всероссийских конференциях по космическим лучам (Москва, 2004 и 200G) На конференции памяти Ю II Гальперина 'Confeience m Memoij of Yin і Galpeim" (Москва, 2004) На Всеросс нйской конференции ' Экспериментальные и теоретические исследования основ прогнозирования гелиогеофизической активности" (Москва, 2005) На научных семинарах в ИКФИА (2000-2007), ИС-ЗФ(2005), ФИАН(2005), а также опубликованы в рецензируемых журналах н трудах Всероссийских и Международных конференциях и симпозиумах
Структура работы
Диссертация сооопт из введения, трех глав и заключения Содержит 38 рисунков Список литераторы включает 141 наименование Объем диссертации составляет 145 страниц
Автор выносит на защиту
-
Результаты моделирования дрейфа энергичных ионов на фротпе околоземной ударной волны, выявившие существенное влияние формы фронта на спектр ускоренных частиц Вывод о зависимости амплитуды спектра отраженных ионов от j ровня турбулентности магнитного поля в области за ударным фронтом
-
Результаты расчетов временной динамики интенсивности частиц в присутствии плоской движущейся ударной волны в рамках диффузионного уравнения переноса с коэффициентами диффузии, зависящими от энергии и времени, выявившие 3 варианта поведения интенсивности частиц в пространстве
-
Разработку метода траекторий релятивистских частиц для описания свойств предвестников возмущений солнечного ветра в космических лучах и выводы, полученные на его основе оценку вероятности регистрации предвестников определение свойств предповышенип интенсивности, расчет интенсивности космических л} чей во времени, регистрируемой наземным детектором, в идеализированном событии
