Acceleration and spatial diffusion of galactic cosmic rays

  • In the present work analytical solutions of the transport equation for hadronic cosmic rays are calculated. With these, it is possible for the first time to fit the energy spectra of the cosmic protons measured at the position of the earth. A focus lies on the investigation of the spatial diffusion of the galactic cosmic ray nuclei and their stochastic reacceleration by plasma waves superimposed on the interstellar medium. A realistic spatial distribution of supernova remnants as primary sources of the galactic cosmic rays and, as an additional process, the solar modulation are taken into account. Different fit parameters are obtained. Additionally, analytical approximations of the momentum solution for a power law injection spectrum for small and large momenta are calculated for the case without and for the case with spallation losses.
  • In der vorliegenden Arbeit werden analytische Lösungen der Transportgleichung der hadronischen galaktischen Kosmischen Strahlung berechnet. Mit diesen ist es erstmals möglich, die am Ort der Erde gemessenen Energiespektren der kosmischen Protonen anzufitten. Dabei liegt ein Schwerpunkt der Untersuchung auf der räumlichen Diffusion von Kernen der galaktischen Kosmischen Strahlung und deren stochastische Nachbeschleunigung durch Plasmawellen, die dem interstellaren Medium überlagert sind. Berücksichtigt werden zudem eine realistische räumliche Verteilung der Supernovaüberreste als Primärquellen der galaktischen Kosmischen Strahlung und als zusätzlicher Prozess die solare Modulation. Verschiedene Fitparameter werden erhalten. Zusätzlich werden analytische Näherungen der Impulslösungen für ein potenzgesetzförmiges Injektionsspektrum bei kleinen und großen Impulsen berechnet und zwar sowohl für den Fall ohne als auch für den Fall mit Spallationsverlusten.

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Metadaten
Author:Ralf Weyer
URN:urn:nbn:de:hbz:294-14085
Referee:Reinhard SchlickeiserORCiDGND, Horst FichtnerORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2005/08/16
Date of first Publication:2005/08/16
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie
Date of final exam:2005/07/12
Creating Corporation:Fakultät für Physik und Astronomie
GND-Keyword:Astrophysik; Kosmische Strahlung; Transportgleichung; Nachbeschleunigung; Plasmawelle
Institutes/Facilities:Institut für Theoretische Physik IV, Theoretische Weltraum- und Astrophysik
Dewey Decimal Classification:Naturwissenschaften und Mathematik / Astronomie, Kartographie, Geodäsie
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht