مطالعه شتاب گیری ذرات باردار در پدیده بازاتصالی مغناطیسی مدل اسپاین پیچشی

پدیده بازاتصالی مغناطیسی در پلاسمای با رسانندگی بالا اتفاق می افتد و باعث تبدیل سریع انرژی مغناطیسی محیط به انرژی گرمایی و جنبشی پلاسما و همینطور شتابدار شدن ذرات باردار در محیط میشود و ساختار میدان مغناطیسی را نیز تغییر می دهد. این پدیده در پلاسماهای تحقیقاتی همجوشی هسته ای (پلاسمای توکاماک) و در پلاسماهای طبیعی فضایی نظیر شراره های خورشیدی، کرونای خورشیدی، ستاره های نوترونی و مگنتوسفر زمین و... نقش ایفا میکند. مدل بازاتصالی مغناطیسی، اسپاین پیچشی است که در آن خطوط میدان در امتداد محور اسپاین متمرکز شده و در صفحه فن به صورت چرخشی از یکدیگر باز می شوند. میدان های الکتریکی که بر اثر تغییرات زمانی و فضایی میدان های مغناطیسی تولید شده اند، باعث شتاب گرفتن ذرات باردار می شوند. از طرفی نیروی لورنتزی که از طرف میدان های مغناطیسی وارد می‍شود باعث سوق پیدا کردن ذرات باردار می شود. در این مطالعه، نحوه شتابدار شدن و گیرافتادگی ذره باردار پروتون را بررسی می کنیم. محاسبات عددی نشان می دهند که در مدل اسپاین پیچشی ذره می تواند بر حسب مکان اولیه ش در راستای اسپاین یا روی صفحه فن حرکت کند و یا محصور گردد. پروتون شتابدار شده چه در راستای اسپاین یا محور فن به انرژی هایی در حدود مگاالکترون ولت می رسد و در بازه زمانی در حدود میلی ثانیه ناحیه بازاتصالی را ترک می کند همچنین با تغییر هر یک از پارامترهای اولیه، مسیر حرکت و انرژی و سایر پارامترها تغییراتی درآنها ایجاد می شود.