۲۰۱۸۲پ
per
مطالعه شتاب‌گیری ذرات باردار در پدیده بازاتصالی مغناطیسی سه بعدی
Study of charged particle acceleration in ۳D magnetic reconnection phenomenon
/زهرا اکبری
: فیزیک
، ۱۳۹۷
، افشار
۱۵۹ص
چاپی - الکترونیکی
فاقد کلید واژه لاتین
دکتری
فیزیک گرایش پلاسما
۱۳۹۷/۰۶/۲۰
تبریز
باز اتصالی مغناطیسی به عنوان یک مکانیسم شتاب دهی به ذرات باردار در اخترفیزیک و پلاسمای فضایی، به ویژه در شراره های خورشیدی پذیرفته شده است .در این مطالعه، خصوصیات شتاب گیری ذره به دو صورت تک ذره و مجموعه ای از هزاران ذره باردار با مکان اولیه تصادفی و سرعت اولیه با توزیع ماکسولی و با در نظر گرفتن میدان های الکتریکی و مغناطیسی استاتیک مربوط به چند مدل از انواع مدل های باز اتصالی مغناطیسی سه بعدی با اتخاذ روش ذره‌آزمون با پارامترهای نوعی برای تاج خورشیدی، بررسی شده است .این مدل ها عبارتند از :باز اتصالی مغناطیسی سه بعدی بدون نقطه صفر مغناطیسی، باز اتصالی مغناطیسی سه بعدی لوله شار، باز اتصالی مغناطیسی سه بعدی خط جدا کننده و باز اتصالی مغناطیسی سه بعدی اسپاین همراه با صفحه جریان الکتریکی نامتقارن .این اولین تلاش برای بررسی شتاب ذره با در نظر گرفتن این نوع از مدل های باز اتصالی مغناطیسی است .مطالعه ما وابستگی ویژگی های مسیر و شتاب ذره به م ان اولیه ذره، ساختار و اندازه میدان های الکتریکی و مغناطیسی را مورد بحث قرار داده است .همچنین، توزیع نهایی ذرات باردار) الکترون/ پروتون(، انرژی جنبشی نهایی و تغییرات طیف انرژی برای دامنه های مختلف میدان های الکتریکی و مغناطیسی برای ذرات باردار ارائه داده شده است .با این بررسی، امکان شتاب گیری پروتون ها و الکترون ها تا انرژی های جنبشی ده ها و صدها مگا الکترون ولت و حتی بالاتر نشان داده شده است .همچنین، نتایج نشان می دهد که ذرات باردار، تقریبا در همه مدل ها در امتداد خطوط میدان مغناطیسی شتاب می گیرند و اینکه تغییر دامنه میدان مغناطیسی معمولا تأثیر چندانی بر طیف انرژی جنبشی نهایی ذرات، به جز در مورد باز اتصالی مغناطیسی سه بعدی بدون نقطه نال، ندارد .در حالی‌که، طیف انرژی مجموعه ذرات به شدت از تغییر دامنه میدان های الکتریکی متأثر است .نهایتا، مقایسه طیف انرژی های مجموعه ذرات در انواع مدل های مختلف باز اتصالی مغناطیسی بررسی شده در این مطالعه، نشان می دهد که باز اتصالی بدون نقطه صفر مغناطیسی نسبت به دیگر انواع باز اتصالی، برای شتاب دهی به ذرات باردار تا انرژی های بسیار بالا در حدGeV ، کارایی بیشتری دارد
Magnetic reconnection is accepted as a potential mechanism for particle acceleration in astrophysical and space plasmas, especially in solar flares. In the present study, we investigate particle acceleration features for both single particle and a population of thousands of charged particles with random injection positions and initial velocity distribution with Maxwell distribution by considering static electric and magnetic fields corresponding to some three-dimensional magnetic reconnection models in test-particle approach with input parameters for the solar corona. These models are: three-dimensional non-null magnetic reconnection, three-dimensional flux-tube disconnection, three dimensional separator reconnection, three dimensional spine reconnection with an asymmetric current sheet. This is the first attempt to investigate the particle acceleration by considering these kind of reconnection models. Our study discusses the dependence of the trajectory and particle acceleration characteristics on the particles initial position and on the structure and amplitude of the electric and magnetic fields. Besides, the final distribution of charged particles (proton/electron), the final kinetic energy and the energy distribution variation for different amplitudes of electric and magnetic fields are presented. This study shows that electrons and protons can be accelerated up to tens and hundreds of MeV and even higher kinetic energies. Furthermore, the results show that charged particles are accelerated in almost all models, along the magnetic field lines and there is negligible variation of energy spectra for different strengths of magnetic field amplitude, except in the case of non-null reconnection. However, the energy distribution of the population depends strongly on the amplitude of the electric field in each model. Finally, the comparison of the energy distribution of all investigated models here, shows that a non-null magnetic reconnection is more efficient in accelerating particles to very high energies even up to GeV than the other models
Study of charged particle acceleration in ۳D magnetic reconnection phenomenon
اکبری، زهرا
Akbari, Zahra
محمدی، محمدعلی، استاد راهنما
حسین پور، محبوب، استاد راهنما
سیاه و سفید
نمایه‌سازی قبلی
