Lomonosov Moscow State University, Physical Faculty
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Физический факультет
Scobeltsyn Institute of Nuclear Physics of the Lomonosov Moscow State University
Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына МГУ имени М.В. Ломоносова
Using a numerical model, the influence of intermittency on the acceleration of particles in the equatorial plane of the Earth's magnetotail was studied. For comparison with observational data, we selected the event of July 17, 2001, when plasma flows with velocities of up to 400 km/s and an amplitude of the turbulent magnetic field of the order of ten nT were observed in the plasma layer of the magnetotail for more than 10 minutes. Modeling of the electromagnetic field is carried out using a superposition of wavelets, which are distributed uniformly throughout the computational domain. By means of a special distribution of amplitudes, we ensure that the resulting field is multifractal and intermittent. It is shown that when accelerated in an intermittent field, the energy spectra of particles rise and flatten, which means that particles are able to gain more energy than when accelerated in a turbulent plasma layer without taking into account intermittency.
В рамках численной модели исследовано влияние перемежаемости на ускорение частиц в экваториальной плоскости хвоста магнитосферы Земли. Для сопоставления с данными наблюдений выбрано событие 17.VII.2001, когда в плазменном слое хвоста магнитосферы более 10 мин наблюдалась потоки плазмы со скоростями до 400 км/c и амплитудой турбулентного магнитного поля порядка 10 нТл. Моделирование электромагнитного поля осуществлено при помощи суперпозиции вейвлетов, которые распределяются равномерно по всей вычислительной области. Специальным распределением амплитуд удается достичь того, чтобы результирующее поле было мультифрактальным и перемежаемым. Показано, что при ускорении в перемежаемом поле энергетические спектры частиц поднимаются и выполаживаются, – это значит, что частицы способны набрать больше энергии, чем при ускорении в турбулентном плазменном слое без учета перемежаемости.