Cộng hưởng và Sự ngẫu nhiên hóa hạt trong các trường điện từ không đồng nhất

Trong bài báo này, chúng tôi nghiên cứu tương tác cộng hưởng giữa sóng điện từ đơn sắc và các hạt mang điện trong các cấu hình có sự đảo ngược của trường từ (ví dụ, trong đuôi từ trường của Trái Đất). Sự nhỏ bé của một số tham số vật lý cho phép chúng tôi giải quyết vấn đề này bằng lý thuyết nhiễu loạn, giảm bài toán tương tác cộng hưởng giữa sóng và hạt thành việc phân tích sự đi qua chậm của một hạt qua một cộng hưởng. Chúng tôi thảo luận chi tiết về hai hiện tượng cộng hưởng quan trọng nhất: sự bắt giữ vào cộng hưởng và tán xạ tại cộng hưởng. Chúng tôi chỉ ra rằng các quá trình này dẫn đến sự phá hủy các bất biến adiabatic và sự hỗn loạn hóa của các hạt; chúng cũng có thể dẫn đến sự gia tốc đáng kể (gần như miễn phí) của các hạt và có thể chi phối sự vận chuyển trong không gian pha. Chúng tôi tính toán thời gian đặc trưng của sự trộn lẫn do các hiệu ứng cộng hưởng và sự vượt qua phân giới, và thảo luận về tầm quan trọng tương đối của những hiện tượng này.