高能電子和許多天體和空間環(huán)境中的物理現(xiàn)象密切相關,比如伽馬射線爆、太陽耀斑以及地球磁層亞爆,這些高能電子通常滿足冪律譜分布。磁場重聯(lián)是等離子體物理中基礎的物理過程,通過磁拓撲位形的改變,磁能被轉化為等離子體的動能和熱能。磁場重聯(lián)重要的特征就是高能電子的產生,因此它可能為解釋這些爆發(fā)現(xiàn)象中普遍觀察到的高能電子提供了一種產生機制。本文利用二維（2D）粒子模擬方法研究了存在強引導場情況下多磁島合并過程中的電子加速。由于強引導場的存在,可以利用引導中心理論來分析平行電場、費米、betatron加速機制對電子加速的貢獻。得到的結果如下:1.多磁島合并過程以及強引導場下的電子加速機制在磁島合并過程中,小磁島之間會不斷地相互合并,直到模擬區(qū)域只剩下一個大磁島。電子即可以通過平行電場加速機制在重聯(lián)X點和合并點附近被加速,也可以通過費米加速機制在收縮的磁島兩端被加速。由于加入了較強的引導場,平行電場加速機制比費米加速機制對電子加速的貢獻要大,而相比于這兩種加速機制,betatron加速機制對電子加速的貢獻可以忽略不計。在磁島合并過程中會產生高能電子,并且這些高能電子形成了冪律譜分布。2.不同參數(shù)（磁島的... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 磁場重聯(lián)簡介
        1.1.1 磁場重聯(lián)定義
        1.1.2 磁場重聯(lián)研究歷史
        1.1.3 磁場重聯(lián)的經典模型
        1.1.4 無碰撞磁場重聯(lián)模型
    1.2 太陽系中的磁場重聯(lián)
        1.2.1 太陽大氣中的磁場重聯(lián)
        1.2.2 地球磁層的磁場重聯(lián)
        1.2.3 行星際空間的磁場重聯(lián)
    1.3 磁場重聯(lián)中的電子加速
        1.3.1 磁場重聯(lián)中的電子加速
        1.3.2 高能電子的冪率譜分布
    1.4 二維無碰撞磁場重聯(lián)粒子模擬與計算模型
        1.4.1 磁場重聯(lián)全粒子模擬方法
        1.4.2 磁場重聯(lián)的初始磁場位形
    1.5 本章小結
第2章 磁島合并中的電子加速和冪率譜的形成
    2.1 電子的絕熱加速機制
    2.2 數(shù)值模擬參數(shù)
    2.3 數(shù)值模擬結果
        2.3.1 兩個磁島合并過程
        2.3.2 多磁島合并過程以及電子加速
        2.3.3 不同參數(shù)對模擬結果的影響
    2.4 本章總結與討論
第3章 總結和展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果



本文編號：3639513