Исследования механизмов генерации магнитного поля и нетеплового излучения в плазме с релятивистскими частицами
Диссертация
Остатки сверхновых звезд были впервые идентифицированы как оптические туманности, связанные с историческими сверхновыми. С появлением радио-интерферометрии в начале 1950;ых годов, стало ясно, что Галактика содержит существенное население расширяющихся объектов с нетепловыми (степенная зависимость потока Sv ~ v° с, а ~ —0.5) радио-спектрами. Шкловский одним из первых рассмотрел гипотезу о том, что… Читать ещё >
Содержание
- Введение
- 2. Генерация МГД-неустойчивости в префронте бесстолкновительных ударных волн с ускоренными частицами
- 2. 1. Введение
2.2 Дисперсионное соотношение в бесстолкповительной плазме с ускоренными частицами вблизи префронта бесстолкновитель-ных ударных волн для возмущений, распространяющихся вдоль постоянного магнитного поля.
2.3 Уравнения длинноволновой динамики турбулентной плазмы с нетепловыми частицами.
Список литературы
- Астрофизика космических лучей / В. С. Березинский, С. В. Буланов, В. JL Гинзбург, и др. — М.: Наука, 1990.
- Бережко Е. Г. Неустойчивос ть в ударной волне распространяющейся в газе с космическими лучами // Письма в Астрономический шсурнал. — 1986. Vol. 12. — Pp. 842−847.
- Буланов С. В., Догель В. А. Влияние энергетических потерь на ускорение частиц космических лучей на фронте ударной волны // Письма в астрономический журнал. — 1979. — Т. 5. — С. 521−525.
- Быков А. М., Осипов С. М. Топтыгин И. Н. Длинноволновая МГД-неустойчивость в предфронте бесстолкновительных ударных волн с ускоренными частицами // Письма в астрономический журнал. — 2009. Т. 35. — С. 555−563.
- Быков А. М., Топтыгин И. Н. Кинетика частиц в сильно турбулентной плазме (Методы перенормировок и самосогласованного поля) // УФН. 1993. — Т. 163. — С. 19−56.
- Быков А. М., Топтыгин И. П. Генерация магнитных флуктуаций вблизи ударного фронта в частично ионизованной среде // Письма в астрономический журнал. — 2005. — Т. 31. — С. 839.
- Быков А. М., Топтыгин И. Н. Неустойчивости многокомпонентной плазмы с ускоренными частицами и генерация магнитных полей в астрофизических объектах // УФН. — 2007. — Т. 177. — С. 149−182.
- Вайнштейн С. П., Зельдович Я. Б., Рузмайкин А. А. Турбулентное динамо в астрофизике. — М.: Наука, 1980.9j Гинзбург В. Л. Теоретическая физика и ас трофизика. — М.: Наука, 1987.
- Гинзбург В. Л., Догель В. А. Некоторые проблемы гамма-астрономии // УФН. 1989. — Т. 158. — С. 3−56.
- Гинзбург В. Л., Цытович В. Н. Переходное излучение и переходное рассеяние. — М.: Наука, 1984.
- Дюдерштадт Д., Мозес Г. Ияерциальный термоядерный синтез. — М.: Энергоатомиздат, 1984.
- Ишханов Б. С., Капитонов И. М.- Юдин Н. П. Частицы и атомные ядра. — М.: Московский ун-т, 2005.
- Крымский Г. Ф. Регулярный механизм ускорения заряженных частиц на фронте ударной волны // ДАН СССР. 1977.- Т. 234.- С. 13 061 308.
- Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика, Т. 2. — М.: Наука, 1988.
- Моффат Г. Возбуждение магнитного поля в проводящей среде. — М.: Мир, 1980.
- Осипов С. М., Платонов К. К)., Андреев А. А. Влияние амбиполярного поля и размытия границ мишени на переходное излучение быстрых электронов лазерной плазмы // Оптика и спектроскопия. — 2008. — Т. 104. С. 385−393.
- Платонов К. Ю., Топтыгин И. Н., Флейшман Г. Д. Излучение частиц в средах с неоднородностями и когерентное тормозное излучение // УФН. 1990. — Т. 160. — С. 59−69.
- Птускин В. С. Давление газа быстрых заряженных частиц, диффундирующих в среде со стохастическим магнитным полем //' ЖЭТФ. — 1984. Т. 86. — С. 483−486.
- Сагдеев Р. 3. сб. Вопросы теории плазмы, ред. Леонтович М. А. — М.: Атомиздат, 1964.
- Топтыгин И. Н. Космические лучи в межпланетных магнитных полях / Под ред. И. Н. Топтыгин. — М.: Наука, 1983.
- Чалов С. В. Неустойчивость диффузионной ударной волны в плазме с космическими лучами // Письма в Астрономический журнал. — 1988. Т. 14. — С. 272−276.
- A cosmic ray current-driven instability in partially ionised media / B. Reville, J. G. Kirk, P. Duffy, S. O’Sullivan // Astronomy and Astrophysics. 2007. — Vol. 475. — Pp. 435−439.
- Amato E., Blast P. A kinetic approach to cosrnic-ray-induced streaming instability at supernova shocks / / MNRAS. 2009. — Vol. 392. — Pp. 15 911 600.
- Aschenbach B. Discovery of a young nearby supernova remnant // Nature. — 1998. Vol. 396. — Pp. 141−142.
- Axford W. I., Leer E., Skadron G. The Acceleration of Cosmic Rays by Shock Waves // International Cosmic Ray Conference.— Vol. 11 of International Cosmic Ray Conference. — 1977. — P. 132.
- Bell A. R. The acceleration of cosmic rays in shock fronts. I // MNRAS. — 1978. Vol. 182. — Pp. 147−156.
- Bell A. R. Turbulent amplification of magnetic field and diffusive shock acceleration of cosmic rays // MNRAS. 2004. — Vol. 353. — Pp. 550−558.
- Bell A. R. The interaction of cosmic rays and magnetized plasma // MNRAS. 2005. — Vol. 358. — Pp. 181−187.
- Blackman E. G., Field G. B. New Dynamical Mean-Field Dynamo Theory and Closure Approach // Physical Review Letters.— 2002.— Vol. 89, no. 26. P. 265 007.
- Blandford R., Eichlcr D. Particle acceleration at astrophysical shocks: A theory of cosmic ray origin // Physics Reports. — 1987. — Vol. 154. — Pp. 175.
- Blandford R. D., Ostriker J. P. Particle acceleration by astrophysical shocks // Astrophysical Journal — 1978. — Vol. 221. — Pp. L29-L32.
- Bocchino F., Bykov A. M. The plerion nebula in 1С 443: The XMM-Newton view // Astronomy and Astrophysics. — 2001. — Vol. 376. — Pp. 248−253.
- Boyd T. J. M., Sanderson J. J. The Physics of Plasmas.— Cambridge University Press, 2003.
- Brandenburg A., Subramanian K. Astrophysical magnetic fields and nonlinear dynamo theory // Physics Repoiis. — 2005. — Vol. 417. — Pp. 1209.
- Bykov A. M., Dolag K., Durret F. Cosmological Shock Waves // Space Science Reviews. 2008. — Vol. 134. — Pp. 119−140.
- Bykov A. M., Uvarov Y. A., Ellison D. C. Dots, Clumps, and Filaments: The Intermittent Images of Synchrotron Emission in Random Magnetic Fields of Young Supernova Remnants // The Astrophysical Journal.— 2008. Vol. 689. — Pp. L133-L136.
- Chalov S. V. Instability of the structure of strong oblique MHD cosmic-ray shocks // Astrophysics and Space Science. — 1988.— Vol. 148.— Pp. 175 187.
- Chandra CCD Imagery of the Northeast and Northwest Limbs of SN 1006 / K. S. Long, S. P. Reynolds, J. C. Raymond et al. // The Astrophysical Journal. 2003. — Vol. 586. — Pp. 1162−1178.
- Chandra Detection of the Forward and Reverse Shocks in Cassiopeia A / E. V. Gotthelf, B. Koralesky, L. Rudnick et al. // The Astrophysical Journal. 2001. — Vol. 552. — Pp. L39-L43.
- Cosmic-Ray Acceleration at the Forward Shock in Tycho’s Supernova Remnant: Evidence from Chandra X-Ray Observations / J. S. Warren, J. P. Hughes, C. Badenes et al. // The Astrophysical Journal. — 2005. — Vol. 634. Pp. 376−389.
- Crow J. E., Auer P. L., Allen J. E. The expansion of a plasma into a vacuum // Journal of Plasma Physics. — 1975.— Vol. 14.— Pp. 65−76.
- Discovery of Non-Thermal X-Rays from the Northwest Shell of the New SNR RX J1713.7−3946: The Second SN 1006? / K. Koyama, K. Kinugasa, K. Matsuzaki et al. /j Publ. of the Astronomical Society of Japan. — 1997. — Vol. 49.-Pp. L7-L11.
- Dorfi E. ADrury L. O. A cosmic ra, y driven instability // In NASA. Goddard Space Flight Center 19th Intern. Cosmic Ray Conf— 1985.— Vol. 3. Pp. 121−123.
- Drury L. 0., Falle S. A. E. G. On the Stability of Shocks Modified by Particle Acceleration // MNRAS. 1986. — Vol. 223. — P. 353.
- Emission of Electromagnetic Pulses from Laser Wakefields through Linear Mode Conversion / Z. Sheng, K. Mima, J. Zhang, H. Sanuki // Physical Review Letters. 2005. — Vol. 94, no. 9. — P. 95 003.
- Enhanced proton beams from ultrathin targets driven by high contrast laser pulses / D. Neely, P. Foster, A. Robinson et al. // Applied Physics Letters. — 2006. Vol. 89, no. 2. — P. 21 502.
- Experimental Measurements of Hot Electrons Generated by Ultraintense (> 1019W/cm2) Laser-Plasma Interactions on Solid-Density Targets / К. B. Wharton, S. P. Hatchett, S. C. Wilks et al. // Physical Review Letters. 1998. — Vol. 81. — Pp. 822−825.
- Experimental study of the interaction of subpicosecond laser pulses with solid targets of varying initial scale lengths / S. Bastiani, A. Rousse, J. P. Geindre et al. // Phys. Rev. E.- 1997.- Vol. 56.— Pp. 7179−7185.
- Extremely fast acceleration of cosmic rays in a supernova remnant / Y. Uchiyama, F. A. Aharonian, T. Tanaka et al. // NATURE. 2007. -Vol. 449.-Pp. 576−578.
- Past Electron Transport in Ultraintense Laser Pulse Interaction with Solid Targets by Rear-Side Self-Radiation Diagnostics / J. J. Santos, F. Amiranoff, S. D. Baton et al. // Physical Review Letters. — 2002. — Vol. 89, no. 2. — P. 25 001.
- Fast ions and hot electrons in the laser-plasma interaction / S. J. Gitomer, R. D. Jones, F. Begay et al. // Physics of Fluids. — 1986. Vol. 29. -Pp. 2679−2688.
- Fast Neutron Emission from a High-Energy Ion Beam Produced by a High-Intensity Subpicosecond Laser Pulse / L. Disdier, J. Gargonnet, G. Malka, J. Miquel // Physical Review Letters. 1999. — Vol. 82. — Pp. 1454−1457.
- Fermi E. On the Origin of the Cosmic Radiation // Physical Review. — 1949. Vol. 75. — Pp. 1169−1174.
- Gaisser Т. K. Cosmic Rays and Particle Physics. — Cambridge University Press, 1990.
- Green D. A. A Catalogue of Galactic Supernova Remnants. — Cambridge, UK: Astrophys. Group, Cavendish Lab, 2006.
- Hatsagortsyan K. Z., Keitel С. H. X-Ray Amplification by Laser Controlled Coherent Bremsstrahlung j j Physical Review Letters. — 2001.— Vol. 86. — Pp. 2277−2280.
- Hatsagortsyan K. Z., Keitel С. H. Thin crystal layers in superstrong laser fields: Dynamics and coherent x-ray generation // Physical Review A. — 2005. Vol. 72, no. 2. — P. 23 812.
- INTEGRAL observations of the SNR IC443 region / F. Bocchino, A. M. Krassilchtchikov, P. Kretschmar et al. // Advances in Space Research. 2008. — Vol. 41. — Pp. 396−400.
- Is the remnant of SN 1006 Crablike / R. H. Becker, A. E. Szymkowiak, E. A. Boldt et al. // Astrophysical Journal — 1980. Vol. 240. — Pp. L33-L35.
- Kulsrud R. M. Plasma physics for astrophysics.— Princeton University Press, 2005.
- Luo Q., Melrose D. Saturated magnetic field amplification at supernova shocks // MNRAS. 2009. — Vol. 397. — Pp. 1402−1409.
- Malkov M. A., O’C Drury L. Nonlinear theory of diffusive acceleration of particles by shock waves // Reports on Progress in Physics. — 2001.— Vol. 64.-Pp. 429−481.
- Marcowith A., Lemoine M., Pelletier G. Turbulence and particle acceleration in collisionless supernovae remnant shocks. II. Cosmic-ray transport // Astronomy and Astrophysics. — 2006. — Vol. 453. — Pp. 193 202.
- Meszaros P. Gamma-ray bursts // Reports on Progress in Physics. — 2006. Vol. 69. — Pp. 2259−2321.
- Monoenergetic and GeV ion acceleration from the laser breakout afterburner using ultrathin targets / L. Yin. B. J. Albright, В. M. Hegelich et al. // Physics of Plasmas. 2007. — Vol. 14, no. 5. — P. 56 706.
- Nasonov N.7 Zhukova P. Peculiarities in the low energy range of the bremsstrahlung spectrum // Radiation Physics and Chemistry. — 2006. — Vol. 75.-Pp. 1409−1429.
- Nonthermal X-Ray Emission from the Shell-Type Supernova Remnant G347.3−0.5 / P. Slane, В. M. Gaensler, Т. M. Dame et al. // The Astrophysical Journal — 1999. — Vol. 525. — Pp. 357−367.
- Ohira Y., Terasawa Т., Takahara F. Plasma Instabilities as a Result of Charge Exchange in the Downstream Region of Supernova Remnant Shocks // The Astrophysical Journal Letters. — 2009.— Vol. 703.— Pp. L59-L62.
- Optimization of ion acceleration in the interaction of intense femtosecond laser pulses with ultrathin foils / Q. L. Dong, Z. Sheng, M. Y. Yu, J. Zhang // Physical Review E. 2003. — Vol. 68, no. 2. — P. 26 408.
- Particle simulation on x-ray emissions from ultra-intense laser produced plasmas / Y. Sentoku, K. Mima, T. Taguchi et al. // Physics of Plasmas. — 1998. Vol. 5. — Pp. 4366−4372.
- Pelletier G., Lemoine M., Marcowith A. Turbulence and particle acceleration in collisionless supernovae remnant shocks. I. Anisotropic spectra solutions // Astronomy and Astivphysics. — 2006. — Vol. 453. — Pp. 181−191.
- Production of Magnetic Turbulence by Cosmic Rays Drifting Upstream of Supernova Remnant Shocks / J. Niemiec, M. Pohl, T. Stroman, K. Nishikawa // The Astrophysical Journal. 2008. — Vol. 684. — Pp. 11 741 189.
- Proton acceleration mechanisms in high-intensity laser interaction with thin foils / E. D’Humieres, E. Lefebvre, L. Gremillet, V. Malka // Physics of Plasmas. 2005. — Vol. 12, no. 6. — P. 62 704.
- Ptuskin V. S. Influence of cosmic rays on propagation of long magneto hydrodynamic waves // Astrophysics and Space Science.— 1981.— Vol. 76. Pp. 265−278.
- Recent fast electron energy transport experiments relevant to fast ignition inertial fusion / P. A. Norreys, R. H. H. Scott, K. L. Lancaster ct al. // Nuclear Fusion. 2009. — Vol. 49, no. 10. — P. 104 023.
- Reynolds S. P. Supernova Remnants at High Energy // Annual Review of Astronomy and Astrophysics. — 2008. — Vol. 46. — Pp. 89−126.
- Reynolds S. P., Chevalier R. A. Nonthermal Radiation from Supernova Remnants in the Adiabatic Stage of Evolution // Astrophysical Journal. — 1981.-Vol. 245. — P. 912.
- Riquelme M. A., Spitkovsky A. Nonlinear Study of Bell’s Cosmic Ray Current-Driven Instability // The Astrophysical Journal. — 2009. — Vol. 694. Pp. 626−642.
- RX J0852.0−4622: Another Nonthermal Shell-Type Supernova Remnant (G266.2−1.2) / P. Slane, J. P. Hughes, R. J. Edgar et al. // The Astrophysical Journal. 2001. — Vol. 548. — Pp. 814−819.
- Shklovskii I. S. Радиоастрономия // ДАН СССР. 1953. — Pp. 91−475.
- Shilling J. Cosmic ray streaming. Ill Self-consistent solutions // MNRAS. — 1975. — Vol. 173. — Pp. 255−269.
- Spatial Uniformity of Laser-Accelerated Ultrahigh-Current MeV Electron Propagation in Metals and Insulators / J. Fuchs, Т. E. Cowan, P. Audebert et al. // Physical Review Letters. — 2003. — Vol. 91, no. 25. — P. 255 002.
- Spitkovsky A. Particle Acceleration in Relativistic Collisionless Shocks: Fermi Process at Last? // The Astrophysical Journal. — 2008. — Vol. 682. — Pp. L5-L8.
- Stroman Т., Pohl M., Niemiec J. Kinetic Simulations of Turbulent Magnetic-Field Growth by Streaming Cosmic Rays // The Astrophysical Journal. 2009. — Vol. 706. — Pp. 38−44.
- Subfemtosecond, coherent, relativistic, and ballistic electron bunches generated at uJq and 2uq in high intensity laser-matter interaction / H. Popescu, S. D. Baton, F. Amiranoff et al. // Physics of Plasmas.— 2005. Vol. 12, no. 6. — P. 63 106.
- Temporal Characterization of Femtosecond Laser-Plasma-Accelerated Electron Bunches Using Terahertz Radiation / J. van Tilborg, С. B. Schroeder, С. V. Filip et al. // Physical Review Letters. — 2006.— Vol. 96, no. l.-P. 14 801.
- The generation of high-quality, intense ion beams by ultra-intense lasers / M. Roth, Т. E. Cowan, J.-C. Gauthier, et. al. // Plasma Phys. Control. Fusion. 2002. — Vol. 44. — Pp. B99-B108.
- The X-Ray Synchrotron Emission of RCW 86 and the Implications for Its Age / J. Vink, J. Bleeker, K. van der Heyden et al. // The Astrophysical Journal. 2006. — Vol. 648. — Pp. L33-L37.
- Theoretical analysis and simulations of strong terahertz radiation from the interaction of ultrashort laser pulses with gases / M. Chen, A. Pukhov, X. Peng, O. Willi // Physical Review E.- 2008.- Vol. 78, no. 4,-P. 46 406.
- Theoretical study of transition radiation from hot electrons generated in the laser-solid interaction / J. Zheng, К. A. Tanaka, T. Miyakoshi et al. // Physics of Plasmas. 2003. — Vol. 10. — Pp. 2994−3003.
- Thermal and Nonthermal X-Ray Emission from the Forward Shock in Tycho’s Supernova Remnant / U. Hwang, A. Decourchelle, S. S. Holt, R. Petre // The Astrophysical Journal- 2002.- Vol. 581.- Pp. 11 011 115.
- Turbulence and Magnetic Fields in the Large-Scale Structure of the Universe / D. Ryu, H. Kang, J. Cho, S. Das // Science.— 2008.— Vol. 320. P. 909.
- Two-Dimensional Particle-In-Cell Simulations of the Nonresonant, Cosmic-Ray-Driven Instability in Supernova Remnant Shocks / Y. Ohira, B. Reville, J. G. Kirk, F. Takahara // The Astrophysical Journal. — 2009. Vol. 698. -Pp. 445−450.
- Ultrashort laser pulses and electromagnetic pulse generation in air and on dielectric surfaces / P. Sprangle, J. R. Penano, B. Hafizi, C. A. Kapetanakos // Physical Review E.— 2004.— Vol. 69, no. 6.— P. 66 415.
- Vladimirov A., Ellison D. C., Bykov A. Nonlinear Diffusive Shock Acceleration with Magnetic Field Amplification // The Astrophysical Journal 2006. — Vol. 652. — Pp. 1246−1258.
- Vladimirov A. E., Bykov A. M., Ellison D. C. Turbulence Dissipation and Particle Injection in Nonlinear Diffusive Shock Acceleration with Magnetic Field Amplification // The Astrophysical Journal— 2008.— Vol. 688.— Pp. 1084−1101.
- Vladimirov A. E., Bykov A. M., Ellison D. C. Spectra of Magnetic Fluctuations and Relativistic Particles Produced by a Nonresonant Wave Instability in Supernova Remnant Shocks // The Astrophysical Journal Letters. 2009. — Vol. 703. — Pp. L29-L32.
- Weibel E. S. Spontaneously Growing Transverse Waves in a Plasma Due to an Anisotropic Velocity Distribution // Physical Review Letters. — 1959. — Vol. 2.-Pp. 83−84.
- X-ray Astronomy in the Laboratory with a Miniature Compact Object Produced by Laser-Driven Implosion / S. Fujioka, H. Takabe, N. Yamamoto et al. // ArXiv e-prints. — 2009.
- XMM-Newton observation of Kepler’s supernova remnant / G. Cassam-Chenai, A. Decourchelle, J. Ballet et al. // Astronomy and Astrophysics. — 2004. Vol. 414. — Pp. 545−558.
- Zirakashvili V. N., Ptuskin V. S. Diffusive Shock Acceleration with Magnetic Amplification by Nonresonant Streaming Instability in Supernova Remnants // The Astrophysical Journal. — 2008. — Vol. 678. Pp. 939−949.