ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПРОТОНОВ С КВАЗИ-ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИМИ СВИСТОВЫМИ ВОЛНАМИ В НЕОДНОРОДНОЙ ПЛАЗМЕ (МАГНИТОСФЕРЕ)

Геомагнетизм и аэрономия. 2017. Т. 57. № 1. С. 28–35.

Шкляр Д. Р., Титова Е. Е.

Исследуется взаимодействие энергичных протонов радиационных поясов Земли с квази-электростатическими свистовыми волнами. Природа этих волн хорошо известна: свистовые волны, которые возбуждаются в магнитосфере благодаря развитию циклотронной неустойчивости, переходят в

резонансный режим распространения и становятся квази-электростатическими. При этом их амплитуда существенно возрастает. Вдали от экватора, где гирочастота и поперечная скорость протонов возрастают, становится возможным нелинейное взаимодействие энергичных протонов с указанными волнами. Показано, что неоднородность плазмы может разрушать циклотронный резонанс между волной и протоном уже на временах, порядка циклотронного периода частицы, что по существу означает отсутствие циклотронного резонанса; однако взаимодействие волн с энергичны ми частицами остается нелинейным. В этом случае динамика частиц в фазовом пространстве имеет диффузионный характер, однако коэффициенты диффузии определяются не резонансными гармониками волнового поля, а его усредненной амплитудой. Для реальных параметров волн и магнитосферной плазмы существенной оказывается питч-угловая диффузия протонов в конус потерь, приводящая к их высыпанию из магнитосферы.

Ключевые слова: whistler mode waves, свистовые волны, energetic protons, nonlinear interaction, inhomogeneous plasma, proton precipitation, энергичные протоны, нелинейное взаимодействие, неоднородная плазма, высыпание протонов