The role of fluctuational acceleration in the generation of solar particles

The role of fluctuational acceleration in the generation of solar particles

dc.creatorPérez Peraza, J.; Instituto de Geofísica, UNAM, México, D.F. México.
dc.creatorGallegos Cruz, A.; I.N.A.O.E., Tonantzintla, Puebla, México.
dc.date2012-06-07
dc.date.accessioned2018-03-16T15:52:37Z
dc.date.available2018-03-16T15:52:37Z
dc.identifierhttp://ojs.unam.mx/index.php/geofisica/article/view/39557
dc.identifier.urihttp://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/1203241
dc.descriptionStochastic particle acceleration is essentially a diffusion process in energy phase space. In spite of the statistical behavior of the diffusion process, there is an average energy gain tendency of deterministic nature which is usually called Systematic Acceleration. In practice only the systematic acceleration rate has been considered, ignoring effects of the diffusion process, usually identified as a fluctuational acceleration rate. However, depending on the nature of the phase velocity spectrum of the turbulence, or on competitive energy loss processes, the average systematic acceleration rate may become inefficient and even null, so that energetic particle production is due only to the energy spread effects (diffusion in energy). We calculate separately the contribution of both energy change rates, in order to evaluate the importance of particle production by each. We consider the classical Fermi process and turbulent acceleration by magnetosonic waves (for the case in which S=O in the resonance condition). The transport equation is solved analytically for the steady state and for the time-dependent situation. We find that the contribution of fluctuational acceleration to the source solar particle spectrum cannot be considered as mere particle flux fluctuations, but may represent an important overproduction in some cases and particle depression in others. The relevance of energy spread effects is related to the efficiency of the energy gain: the nature of the initial particle population relative to the velocity spectra of turbulence, and thus the relative proportion among the different kind of interactions of particles with accelerating agents. We discuss the conditions under which diffusion in energy effects should be ignored relative to the average energy gain rate. With some exceptions in the stationary case, energy spectra derived on the basis of systematic acceleration alone cannot describe the real particle flux. This must be taken into account in calculations of the flux of secondary radiation.en-US
dc.descriptionLa aceleración estocástica de partículas es fundamentalmente un proceso de difusión en el espacio fase de energía. A pesar del comportamiento estadístico del proceso de difusión, se establece una tendencia promedio de ganancia de energía de carácter deterministico, que es usualmente designada como aceleración sistemática. En el caso particular de la Física de Rayos Cósmicos, a menudo se considera solamente la tasa de aceleración sistemática, ignorándose los efectos de dispersión en el espacio de energía, los cuales son identificados como una tasa fluctuacional de aceleración. Sin embargo, ha sido demostrado por varios autores que, dependiendo de las propiedades de la turbulencia involucrada en la aceleración, la tasa de aceleración sistemática puede ser ineficiente en algunos casos, e incluso ser nulificada por procesos competitivos de pérdida de energía, de tal forma que la producción de partículas energéticas es debida exclusivamente a los efectos de dispersión en energía. En este trabajo se calcula separadamente la contribución de ambas tasas de cambio de energía, para evaluar su importancia en la producción de partículas energéticas. Se consideran dos mecanismos de aceleración, el proceso Fermi y la aceleración resonante por turbulencia magnetosónica (cuando el arménico S=0). Se resuelve analíticamente la ecuación de transporte para el caso estacionario y para el caso dependiente del tiempo. Se encuentra que la contribución de los efectos de dispersión en energía al espectro de partículas al nivel de sus fuentes no puede ser considerada como una mera fluctuación en el flujo de partículas, sino que representa en algunos casos una importante sobre-producción de partículas y en otros casos una importante depresión de partículas en el espectro de aceleración. La relevancia de esos efectos de difusión en energía depende principalmente de la eficiencia del proceso acelerador, la correlación entre la población inicial de partículas con el espectro de velocidades de la turbulencia, y de la proporción relativa entre las diferentes clases de interacciones de las partículas con los agentes aceleradores. Se establecen los límites bajo los cuales los efectos de difusión en energía podrían ser ignorados relativos a la tasa de aceleración sistemática. Se concluye que, con algunas excepciones, en el caso estacionario el espectro de energía derivado exclusivamente con base en la tasa sistemática no describe el flujo real de las partículas aceleradas, y que el apelativo de tasa fluctuacional de aceleración no es apropiado. El cálculo de flujo de radiación secundaria con base al espectro de las partículas aceleradas debe de tomar en consideración la limitante de considerar únicamente la tasa de aceleración sistemática.es-ES
dc.formatapplication/pdf
dc.languagespa
dc.publisherInstituto de Geofísicaes-ES
dc.relationhttp://ojs.unam.mx/index.php/geofisica/article/view/39557/35989
dc.sourceGeofísica Internacional; Vol 33, No 2 (1994)es-ES
dc.source0016-7169
dc.subjectFísica de Rayos Cósmicos, aceleración estocástica, tazas sistemáticas y difusivas de aceleración.es-ES
dc.subjectCosmic ray physics, stochastic acceleration, systematic and diffusive acceleration rates.en-US
dc.titleThe role of fluctuational acceleration in the generation of solar particleses-ES
dc.titleThe role of fluctuational acceleration in the generation of solar particlesen-US
dc.typeArtículos de revistas
dc.typeArtículos de revistas


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