時間依存の電場が地磁気に捕捉された放射線に与える影響

磁気圏における大規模な電位場は一般的にオーロラの理論で用いられます。本論文では、そのような電場の不規則な変動が第三の絶対不変量を破ることにより、捕捉された高エネルギー粒子のランダムな半径方向の運動を引き起こすことが示されています。第一および第二の不変量が保存される場合、粒子の半径方向の運動は対応するエネルギー変化に関連しています。一部の粒子は外側に移動し、他は内側に移動しますが、外側の磁気圏に源があり、さらに内側に_sink_があれば、ネットの内向き輸送が生じ、関連するエネルギーの増加が伴います。このメカニズムは、文献で既に議論されている磁気的擾乱による粒子搬送メカニズムを補完します。変動する電位場による高エネルギー粒子の輸送と加速は、シンクロサイクロトロンにおけるいわゆる確率的加速モードに形式的な類似性を持ちます。磁気圏において、捕捉された粒子の変位速度は、方位ドリフト周波数とその高調波での変動する電場のスペクトルパワー密度に依存することがわかります。どの周波数が最も重要かは、変動の空間構造に依存します。輸送速度の数値評価に必要な観測データはまだ不足していますが、導出された式はフィールドのどの特性が重要であり、実験的に測定されるべきかを示す目的に役立ちます。特別な仮定の下で文献で議論されてきた磁気的時間変動の影響は、より一般的な観点から考慮されています。第一位の結果が示されており、これは磁気嵐の初期段階だけでなく、他のタイプの磁気的時間変動にも適用されます。