プラズマにおける相対論的カッパ損失円錐分布関数によるエネルギー粒子のモデリング

惑星の磁気圏や他のプラズマに見られるエネルギー粒子は、ミラー幾何学が存在する場所では、しばしば二つの典型的な特徴を示します：顕著な高エネルギー尾と異方性です。相対論的カッパ損失円錐（KLC）分布関数 fκL が最初に開発され、よく知られたカッパ型および損失円錐型の特徴を取り入れています。すなわち、異方性は損失円錐分布として振る舞い、エネルギーは比較的大きな速度 v に対して kappa 分布 fκ と同様に ∝ 1/v2(κ+1) を満たし、相対論的エネルギーでは ∝ 1/pκ+1 に広がります（ここで κ と p はそれぞれエネルギー分光指数と粒子運動量です）。これは、新しい分布 fκL が低エネルギーだけでなく相対論的エネルギーにおいても冪則に従うことを示します。新しい KLC 分布と現在のカッパ分布との直接比較のために数値計算が行われ、通常のカッパ分布は、特に θ2 が増加する場合（ここで θ2 はエネルギーの重みパラメータ）に、運動エネルギー Ek が増加するにつれて、KLC 分布よりも一般的に速く減少することがわかりました。たとえば、Ek ≳ 2.0 MeV かつ θ2 ≳ 0.25 の場合、fκ/fκL ≲ 10−2 です。しかし、θ2 ≲ 0.025 の範囲では両方の分布間に大きな差は発生しません。さらに、温度の異方性を含む通常のカッパ分布または損失円錐と温度の異方性の両方を含む分布は KLC 分布とはかなり異なります。新しい KLC 分布は、相対論的粒子が存在する地球の外側放射帯、内部の木星の磁気圏、および他のプラズマ（実験室機器を含む）に適用できる可能性があります。