Эволюция функции распределения электронов по скоростям при их резонансном взаимодействии с заданным волновым пакетом аврорального километрового радиоизлучения

Анализируется нелинейное резонансное взаимодействие энергичных электронов с авроральным километровым радиоизлучением (АКР). На основе численного решения уравнений движения частиц в заданном поле квазимонохроматического волнового пакета АКР рассмотрена эволюция функции распределения электронов в диапазоне энергий 1-150 кэВ. Показано, что при реалистичных значениях амплитуды волны, 0,2-0,4 В/м, в результате взаимодействия происходит заполнение конуса потерь частицами с энергиями W<30 кэВ и перераспределение электронов по питч-углам, которое приводит к формированию питч-углового распределения типа «бабочка». В зависимости от параметров волны также возможно перераспределение частиц по энергиям, при котором электроны с энергиями 3-30 кэВ эффективно ускоряются до энергий 30-100 кэВ.

На английском языке

Evolution of electron velocity distribution function under resonant interaction with a model wave packet of auroral kilometric radiation

Grach V.S.

Demekhov A.G.

We analyze the nonlinear resonant interaction of energetic electrons with auroral kilometric radiation (AKR). The evolution of the electron distribution function in the energy range 1-150 keV is considered based on the numerical solution of the particle motion equations in a given field of a quasi-monochromatic AKR wave packet. It is shown that for realistic values of the wave amplitude 0.2-0.4 V/m, as a result of the interaction, the loss cone is filled with particles having the energies W <30 keV and the particles are redistributed over pitch angles, which leads to the formation of a pitch-angle butterfly distribution. An energy redistribution of particles, in which the particles with energies 3-30 keV are effectively accelerated to energies 30-100 keV, is also possible, depending on the wave parameters.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2020_63_11_919

Пример ссылки для цитирования:

Грач В.С., Демехов А.Г. Эволюция функции распределения электронов по скоростям при их резонансном взаимодействии с заданным волновым пакетом аврорального километрового радиоизлучения // Изв. вузов. Радиофизика. 2020. Т. 63, № 11. C. 919–941.