Aachen 2019 – wissenschaftliches Programm

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T: Fachverband Teilchenphysik

T 21: Kosmische Strahlung, Propagation

T 21.4: Vortrag

Montag, 25. März 2019, 16:45–17:00, ST 7

Bestimmung des Diffusionstensors für galaktische Propagation — •Patrick Reichherzer¹, Julia Tjus¹, Lukas Merten¹ und Ellen Zweibel² — ¹Ruhr Astroparticle and Plasmaphysics Center, Ruhr-Universität Bochum, Theoretische Physik IV, Bochum, Germany — ²University of Wisconsin-Madison Department of Astronomy, Madison, USA

Die komplexe Entwicklung der kosmischen Teilchenverteilung kann durch einen Diffusionsprozess für lange Trajektorien mathematisch beschrieben werden. Der Übergang von einem ballistischen zu einem diffusiven Energieregime wird anhand numerischer Simulationen veranschaulicht und zur Berechnung von Diffusionskoeffizienten für homogene Magnetfeldlinien B verwendet, die turbulenten Störungen b unterliegen. Die Ergebnisse werden mit theoretischen Herleitungen der Energie- und Magnetfeldabhängigkeiten des parallelen Diffusionskoeffizienten für schwache Turbulenz verglichen. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass die bisher angenommene Extrapolation der Energieskalierung hin zu hohen Turbulenzniveaus für den durch die quasi-lineare Näherung vorhergesagten parallelen Diffusionskoeffizienten keine genaue Beschreibung im diffusiven Energieregime liefert. Es wird gezeigt, dass die numerisch berechneten Diffusionskoeffizienten bei niedrigen Teilchenenergien Unsicherheiten aufgrund fehlender resonanter Wechselwirkungsmöglichkeiten der Teilchen mit der Turbulenz unterworfen sind. Es wird eine Übereinstimmung zwischen der Energieskalierung in dieser Arbeit und der aus früheren Studien gefunden, nachdem diese gemäß den in dieser Arbeit gefundenen Bedingungen angepasst wurde.