Theory of Cosmic Ray Transport in the Heliosphere-Reference-Cited by-同舟云学术

Theory of Cosmic Ray Transport in the Heliosphere

Published:2022-05-25 Issue:4 Volume:218 Page:
ISSN:0038-6308
Container-title:Space Science Reviews
language:en
Short-container-title:Space Sci Rev

Author:

Engelbrecht N. Eugene,Effenberger F.^ORCID,Florinski V.,Potgieter M. S.,Ruffolo D.,Chhiber R.,Usmanov A. V.,Rankin J. S.,Els P. L.

Abstract

AbstractModelling the transport of cosmic rays (CRs) in the heliosphere represents a global challenge in the field of heliophysics, in that such a study, if it were to be performed from first principles, requires the careful modelling of both large scale heliospheric plasma quantities (such as the global structure of the heliosphere, or the heliospheric magnetic field) and small scale plasma quantities (such as various turbulence-related quantities). Here, recent advances in our understanding of the transport of galactic cosmic rays are reviewed, with an emphasis on new developments pertaining to their transport coefficients, with a special emphasis on novel theoretical and numerical simulation results, as well as the CR transport studies that employ them. Furthermore, brief reviews are given of recent progress in CR focused transport modelling, as well as the modelling of non-diffusive CR transport.

Funder

Ruhr-Universität Bochum

Publisher

Springer Science and Business Media LLC

Subject

Space and Planetary Science,Astronomy and Astrophysics

Link

https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s11214-022-00896-1.pdf

Reference513 articles.

1. M.G. Aartsen, K. Abraham, M. Ackermann, J. Adams, J.A. Aguilar, M. Ahlers, M. Ahrens, D. Altmann, T. Anderson, I. Ansseau, G. Anton, M. Archinger, C. Arguelles, T.C. Arlen, J. Auffenberg, X. Bai, S.W. Barwick, V. Baum, R. Bay, J.J. Beatty, J. Becker Tjus, K.H. Becker, E. Beiser, S. BenZvi, P. Berghaus, D. Berley, E. Bernardini, A. Bernhard, D.Z. Besson, G. Binder, D. Bindig, M. Bissok, E. Blaufuss, J. Blumenthal, D.J. Boersma, C. Bohm, M. Börner, F. Bos, D. Bose, S. Böser, O. Botner, J. Braun, L. Brayeur, H.P. Bretz, N. Buzinsky, J. Casey, M. Casier, E. Cheung, D. Chirkin, A. Christov, K. Clark, L. Classen, S. Coenders, G.H. Collin, J.M. Conrad, D.F. Cowen, A.H. Cruz Silva, J. Daughhetee, J.C. Davis, M. Day, J.P.A.M. de André, C. De Clercq, E. del Pino Rosendo, H. Dembinski, S. De Ridder, P. Desiati, K.D. de Vries, G. de Wasseige, M. de With, T. DeYoung, J.C. Díaz-Vélez, V. di Lorenzo, H. Dujmovic, J.P. Dumm, M. Dunkman, B. Eberhardt, T. Ehrhardt, B. Eichmann, S. Euler, P.A. Evenson, S. Fahey, A.R. Fazely, J. Feintzeig, J. Felde, K. Filimonov, C. Finley, S. Flis, C.C. Fösig, T. Fuchs, T.K. Gaisser, R. Gaior, J. Gallagher, L. Gerhardt, K. Ghorbani, D. Gier, L. Gladstone, M. Glagla, T. Glüsenkamp, A. Goldschmidt, G. Golup, J.G. Gonzalez, D. Góra, D. Grant, Z. Griffith, C. Ha, C. Haack, A. Haj Ismail, A. Hallgren, F. Halzen, E. Hansen, B. Hansmann, T. Hansmann, K. Hanson, D. Hebecker, D. Heereman, K. Helbing, R. Hellauer, S. Hickford, J. Hignight, G.C. Hill, K.D. Hoffman, R. Hoffmann, K. Holzapfel, A. Homeier, K. Hoshina, F. Huang, M. Huber, W. Huelsnitz, P.O. Hulth, K. Hultqvist, S. In, A. Ishihara, E. Jacobi, G.S. Japaridze, M. Jeong, K. Jero, B.J.P. Jones, M. Jurkovic, A. Kappes, T. Karg, A. Karle, U. Katz, M. Kauer, A. Keivani, J.L. Kelley, J. Kemp, A. Kheirandish, M. Kim, T. Kintscher, J. Kiryluk, S.R. Klein, G. Kohnen, R. Koirala, H. Kolanoski, R. Konietz, L. Köpke, C. Kopper, S. Kopper, D.J. Koskinen, M. Kowalski, K. Krings, G. Kroll, M. Kroll, G. Krückl, J. Kunnen, S. Kunwar, N. Kurahashi, T. Kuwabara, M. Labare, J.L. Lanfranchi, M.J. Larson, D. Lennarz, M. Lesiak-Bzdak, M. Leuermann, J. Leuner, L. Lu, J. Lünemann, J. Madsen, G. Maggi, K.B.M. Mahn, M. Mandelartz, R. Maruyama, K. Mase, H.S. Matis, R. Maunu, F. McNally, K. Meagher, M. Medici, M. Meier, A. Meli, T. Menne, G. Merino, T. Meures, S. Miarecki, E. Middell, L. Mohrmann, T. Montaruli, R. Morse, R. Nahnhauer, U. Naumann, G. Neer, H. Niederhausen, S.C. Nowicki, D.R. Nygren, A. Obertacke Pollmann, A. Olivas, A. Omairat, A. O’Murchadha, T. Palczewski, H. Pandya, D.V. Pankova, L. Paul, J.A. Pepper, C. Pérez de los Heros, C. Pfendner, D. Pieloth, E. Pinat, J. Posselt, P.B. Price, G.T. Przybylski, M. Quinnan, C. Raab, L. Rädel, M. Rameez, K. Rawlins, R. Reimann, M. Relich, E. Resconi, W. Rhode, M. Richman, S. Richter, B. Riedel, S. Robertson, M. Rongen, C. Rott, T. Ruhe, D. Ryckbosch, L. Sabbatini, H.G. Sander, A. Sandrock, J. Sandroos, S. Sarkar, K. Schatto, M. Schimp, P. Schlunder, T. Schmidt, S. Schoenen, S. Schöneberg, A. Schönwald, L. Schumacher, D. Seckel, S. Seunarine, D. Soldin, M. Song, G.M. Spiczak, C. Spiering, M. Stahlberg, M. Stamatikos, T. Stanev, A. Stasik, A. Steuer, T. Stezelberger, R.G. Stokstad, A. Stössl, R. Ström, N.L. Strotjohann, G.W. Sullivan, M. Sutherland, H. Taavola, I. Taboada, J. Tatar, S. Ter-Antonyan, A. Terliuk, G. Tešić, S. Tilav, P.A. Toale, M.N. Tobin, S. Toscano, D. Tosi, M. Tselengidou, A. Turcati, E. Unger, M. Usner, S. Vallecorsa, J. Vandenbroucke, N. van Eijndhoven, S. Vanheule, J. van Santen, J. Veenkamp, M. Vehring, M. Voge, M. Vraeghe, C. Walck, A. Wallace, M. Wallraff, N. Wandkowsky, C. Weaver, C. Wendt, S. Westerhoff, B.J. Whelan, K. Wiebe, C.H. Wiebusch, L. Wille, D.R. Williams, L. Wills, H. Wissing, M. Wolf, T.R. Wood, K. Woschnagg, D.L. Xu, X.W. Xu, Y. Xu, J.P. Yanez, G. Yodh, S. Yoshida, M. Zoll (IceCube Collaboration), Anisotropy in cosmic-ray arrival directions in the southern hemisphere based on six years of data from the IceCube detector. Astrophys. J. 826(2), 220 (2016). https://doi.org/10.3847/0004-637X/826/2/220. 1603.01227

2. R. Abbasi, Y. Abdou, T. Abu-Zayyad, M. Ackermann, J. Adams, J.A. Aguilar, M. Ahlers, M.M. Allen, D. Altmann, K. Andeen, J. Auffenberg, X. Bai, M. Baker, S.W. Barwick, R. Bay, J.L. Bazo Alba, K. Beattie, J.J. Beatty, S. Bechet, J.K. Becker, K.H. Becker, M.L. Benabderrahmane, S. BenZvi, J. Berdermann, P. Berghaus, D. Berley, E. Bernardini, D. Bertrand, D.Z. Besson, D. Bindig, M. Bissok, E. Blaufuss, J. Blumenthal, D.J. Boersma, C. Bohm, D. Bose, S. Böser, O. Botner, A.M. Brown, S. Buitink, K.S. Caballero-Mora, M. Carson, D. Chirkin, B. Christy, F. Clevermann, S. Cohen, C. Colnard, D.F. Cowen, A.H. Cruz Silva, M.V. D’Agostino, M. Danninger, J. Daughhetee, J.C. Davis, C. De Clercq, T. Degner, L. Demirörs, F. Descamps, P. Desiati, G. de Vries-Uiterweerd, T. DeYoung, J.C. Díaz-Vélez, M. Dierckxsens, J. Dreyer, J.P. Dumm, M. Dunkman, J. Eisch, R.W. Ellsworth, O. Engdegård, S. Euler, P.A. Evenson, O. Fadiran, A.R. Fazely, A. Fedynitch, J. Feintzeig, T. Feusels, K. Filimonov, C. Finley, T. Fischer-Wasels, B.D. Fox, A. Franckowiak, R. Franke, T.K. Gaisser, J. Gallagher, L. Gerhardt, L. Gladstone, T. Glüsenkamp, A. Goldschmidt, J.A. Goodman, D. Góra, D. Grant, T. Griesel, A. Groß, S. Grullon, M. Gurtner, C. Ha, A. Haj Ismail, A. Hallgren, F. Halzen, K. Han, K. Hanson, D. Heinen, K. Helbing, R. Hellauer, S. Hickford, G.C. Hill, K.D. Hoffman, B. Hoffmann, A. Homeier, K. Hoshina, W. Huelsnitz, J.P. Hülß, P.O. Hulth, K. Hultqvist, S. Hussain, A. Ishihara, E. Jacobi, J. Jacobsen, G.S. Japaridze, H. Johansson, K.H. Kampert, A. Kappes, T. Karg, A. Karle, P. Kenny, J. Kiryluk, F. Kislat, S.R. Klein, J.H. Köhne, G. Kohnen, H. Kolanoski, L. Köpke, S. Kopper, D.J. Koskinen, M. Kowalski, T. Kowarik, M. Krasberg, G. Kroll, N. Kurahashi, T. Kuwabara, M. Labare, K. Laihem, H. Landsman, M.J. Larson, R. Lauer, J. Lünemann, J. Madsen, A. Marotta, R. Maruyama, K. Mase, H.S. Matis, K. Meagher, M. Merck, P. Mészáros, T. Meures, S. Miarecki, E. Middell, N. Milke, J. Miller, T. Montaruli, R. Morse, S.M. Movit, R. Nahnhauer, J.W. Nam, U. Naumann, D.R. Nygren, S. Odrowski, A. Olivas, M. Olivo, A. O’Murchadha, S. Panknin, L. Paul, C. Pérez de los Heros, J. Petrovic, A. Piegsa, D. Pieloth, R. Porrata, J. Posselt, C.C. Price, P.B. Price, G.T. Przybylski, K. Rawlins, P. Redl, E. Resconi, W. Rhode, M. Ribordy, M. Richman, J.P. Rodrigues, F. Rothmaier, C. Rott, T. Ruhe, D. Rutledge, B. Ruzybayev, D. Ryckbosch, H.G. Sander, M. Santander, S. Sarkar, K. Schatto, T. Schmidt, A. Schönwald, A. Schukraft, A. Schultes, O. Schulz, M. Schunck, D. Seckel, B. Semburg, S.H. Seo, Y. Sestayo, S. Seunarine, A. Silvestri, G.M. Spiczak, C. Spiering, M. Stamatikos, T. Stanev, T. Stezelberger, R.G. Stokstad, A. Stößl, E.A. Strahler, R. Ström, M. Stüer, G.W. Sullivan, Q. Swillens, H. Taavola, I. Taboada, A. Tamburro, A. Tepe, S. Ter-Antonyan, S. Tilav, P.A. Toale, S. Toscano, D. Tosi, N. van Eijndhoven, J. Vandenbroucke, A. Van Overloop, J. van Santen, M. Vehring, M. Voge, C. Walck, T. Waldenmaier, M. Wallraff, M. Walter, C. Weaver, C. Wendt, S. Westerhoff, N. Whitehorn, K. Wiebe, C.H. Wiebusch, D.R. Williams, R. Wischnewski, H. Wissing, M. Wolf, T.R. Wood, K. Woschnagg, C. Xu, D.L. Xu, X.W. Xu, J.P. Yanez, G. Yodh, S. Yoshida, P. Zarzhitsky, M. Zoll (IceCube Collaboration), Observation of anisotropy in the galactic cosmic-ray arrival directions at 400 TeV with IceCube. Astrophys. J. 746(1), 33 (2012). https://doi.org/10.1088/0004-637X/746/1/33. 1109.1017

3. A.U. Abeysekara, R. Alfaro, C. Alvarez, R. Arceo, J.C. Arteaga-Velázquez, D. Avila Rojas, E. Belmont-Moreno, S.Y. BenZvi, C. Brisbois, T. Capistrán, A. Carramiana, S. Casanova, U. Cotti, J. Cotzomi, J.C. Díaz-Vélez, C. De León, E. De la Fuente, S. Dichiara, M.A. DuVernois, C. Espinoza, D.W. Fiorino, H. Fleischhack, N. Fraija, A. Galván-Gámez, J.A. García-González, M.M. González, J.A. Goodman, Z. Hampel-Arias, J.P. Harding, S. Hernandez, B. Hona, F. Hueyotl-Zahuantitla, A. Iriarte, A. Jardin-Blicq, V. Joshi, A. Lara, H. León Vargas, G. Luis-Raya, K. Malone, S.S. Marinelli, J. Martínez-Castro, O. Martinez, J.A. Matthews, P. Miranda-Romagnoli, E. Moreno, M. Mostafá, L. Nellen, M. Newbold, M.U. Nisa, R. Noriega-Papaqui, E.G. Pérez-Pérez, J. Pretz, Z. Ren, C.D. Rho, C. Rivière, D. Rosa-González, M. Rosenberg, H. Salazar, F. Salesa Greus, A. Sandoval, M. Schneider, H. Schoorlemmer, G. Sinnis, A.J. Smith, P. Surajbali, I. Taboada, K. Tollefson, I. Torres, L. Villaseor, T. Weisgarber, J. Wood, A. Zepeda, H. Zhou, J.D. Álvarez, M.G. Aartsen, M. Ackermann, J. Adams, J.A. Aguilar, M. Ahlers, M. Ahrens, D. Altmann, K. Andeen, T. Anderson, I. Ansseau, G. Anton, C. Argüelles, J. Auffenberg, S. Axani, P. Backes, H. Bagherpour, X. Bai, A. Barbano, J.P. Barron, S.W. Barwick, V. Baum, R. Bay, J.J. Beatty, J. Becker Tjus, K.H. Becker, S. BenZvi, D. Berley, E. Bernardini, D.Z. Besson, G. Binder, D. Bindig, E. Blaufuss, S. Blot, C. Bohm, M. Börner, F. Bos, S. Böser, O. Botner, E. Bourbeau, J. Bourbeau, F. Bradascio, J. Braun, H.P. Bretz, S. Bron, J. Brostean-Kaiser, A. Burgman, R.S. Busse, T. Carver, E. Cheung, D. Chirkin, K. Clark, L. Classen, G.H. Collin, J.M. Conrad, P. Coppin, P. Correa, D.F. Cowen, R. Cross, P. Dave, M. Day, J.P.A.M. de André, C. De Clercq, J.J. DeLaunay, H. Dembinski, K. Deoskar, S. De Ridder, P. Desiati, K.D. de Vries, G. de Wasseige, M. de With, T. DeYoung, J.C. Díaz-Vélez, H. Dujmovic, M. Dunkman, E. Dvorak, B. Eberhardt, T. Ehrhardt, B. Eichmann, P. Eller, P.A. Evenson, S. Fahey, A.R. Fazely, J. Felde, K. Filimonov, C. Finley, A. Franckowiak, E. Friedman, A. Fritz, T.K. Gaisser, J. Gallagher, E. Ganster, S. Garrappa, L. Gerhardt, K. Ghorbani, W. Giang, T. Glauch, T. Glüsenkamp, A. Goldschmidt, J.G. Gonzalez, D. Grant, Z. Griffith, C. Haack, A. Hallgren, L. Halve, F. Halzen, K. Hanson, D. Hebecker, D. Heereman, K. Helbing, R. Hellauer, S. Hickford, J. Hignight, G.C. Hill, K.D. Hoffman, R. Hoffmann, T. Hoinka, B. Hokanson-Fasig, K. Hoshina, F. Huang, M. Huber, K. Hultqvist, M. Hünnefeld, R. Hussain, S. In, N. Iovine, A. Ishihara, E. Jacobi, G.S. Japaridze, M. Jeong, K. Jero, B.J.P. Jones, P. Kalaczynski, W. Kang, A. Kappes, D. Kappesser, T. Karg, A. Karle, U. Katz, M. Kauer, A. Keivani, J.L. Kelley, A. Kheirandish, J. Kim, T. Kintscher, J. Kiryluk, T. Kittler, S.R. Klein, R. Koirala, H. Kolanoski, L. Köpke, C. Kopper, S. Kopper, D.J. Koskinen, M. Kowalski, K. Krings, M. Kroll, G. Krückl, S. Kunwar, N. Kurahashi, A. Kyriacou, M. Labare, J.L. Lanfranchi, M.J. Larson, F. Lauber, K. Leonard, M. Leuermann, Q.R. Liu, E. Lohfink, C.J. Lozano Mariscal, L. Lu, J. Lünemann, W. Luszczak, J. Madsen, G. Maggi, K.B.M. Mahn, Y. Makino, S. Mancina, I.C. Mariş, R. Maruyama, K. Mase, R. Maunu, K. Meagher, M. Medici, M. Meier, T. Menne, G. Merino, T. Meures, S. Miarecki, J. Micallef, G. Momenté, T. Montaruli, R.W. Moore, M. Moulai, R. Nagai, R. Nahnhauer, P. Nakarmi, U. Naumann, G. Neer, H. Niederhausen, S.C. Nowicki, D.R. Nygren, A. Obertacke Pollmann, A. Olivas, A. O’Murchadha, E. O’Sullivan, T. Palczewski, H. Pandya, D.V. Pankova, P. Peiffer, J.A. Pepper, C. Pérez de los Heros, D. Pieloth, E. Pinat, A. Pizzuto, M. Plum, P.B. Price, G.T. Przybylski, C. Raab, M. Rameez, L. Rauch, K. Rawlins, I.C. Rea, R. Reimann, B. Relethford, G. Renzi, E. Resconi, W. Rhode, M. Richman, S. Robertson, M. Rongen, C. Rott, T. Ruhe, D. Ryckbosch, D. Rysewyk, I. Safa, S.E. Sanchez Herrera, A. Sandrock, J. Sandroos, M. Santander, S. Sarkar, S. Sarkar, K. Satalecka, M. Schaufel, P. Schlunder, T. Schmidt, A. Schneider, J. Schneider, S. Schöneberg, L. Schumacher, S. Sclafani, D. Seckel, S. Seunarine, J. Soedingrekso, D. Soldin, M. Song, G.M. Spiczak, C. Spiering, J. Stachurska, M. Stamatikos, T. Stanev, A. Stasik, R. Stein, J. Stettner, A. Steuer, T. Stezelberger, R.G. Stokstad, A. Stössl, N.L. Strotjohann, T. Stuttard, G.W. Sullivan, M. Sutherland, I. Taboada, F. Tenholt, S. Ter-Antonyan, A. Terliuk, S. Tilav, P.A. Toale, M.N. Tobin, C. Tönnis, S. Toscano, D. Tosi, M. Tselengidou, C.F. Tung, A. Turcati, R. Turcotte, C.F. Turley, B. Ty, E. Unger, M.A. Unland Elorrieta, M. Usner, J. Vandenbroucke, W. Van Driessche, D. van Eijk, N. van Eijndhoven, S. Vanheule, J. van Santen, M. Vraeghe, C. Walck, A. Wallace, M. Wallraff, F.D. Wandler, N. Wandkowsky, T.B. Watson, C. Weaver, M.J. Weiss, C. Wendt, J. Werthebach, S. Westerhoff, B.J. Whelan, N. Whitehorn, K. Wiebe, C.H. Wiebusch, L. Wille, D.R. Williams, L. Wills, M. Wolf, J. Wood, T.R. Wood, E. Woolsey, K. Woschnagg, G. Wrede, D.L. Xu, X.W. Xu, Y. Xu, J.P. Yanez, G. Yodh, S. Yoshida, T. Yuan (HAWC Collaboration IceCube Collaboration), All-sky measurement of the anisotropy of cosmic rays at 10 TeV and mapping of the local interstellar magnetic field. Astrophys. J. 871(1), 96 (2019). https://doi.org/10.3847/1538-4357/aaf5cc. 1812.05682