Caustic-like Structures in UHECR Flux after Propagation in Turbulent Intergalactic Magnetic Fields

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

UHECR propagation in a turbulent intergalactic magnetic field in the small-angle scattering regime is well understood for propagation distances much larger than the field coherence scale. The diffusion theory doesn’t work and unexpected effects may appear for propagation over smaller distances, from a few and up to 10–20 coherence scales. We study the propagation of UHECRs in this regime, which may be relevant for intermediate mass UHECR nuclei and nG scale intergalactic magnetic fields with 1 Mpc coherence scale. We found that the trajectories form a non-trivial caustic-like pattern with strong deviation from isotropy. Thus, measurements of the flux from a source at a given distance will depend on the position of the observer.

About the authors

K. Dolgikh

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences;Novosibirsk State University

Email: jetp@kapitza.ras.ru
117312, Moscow, Russia; 630090, Novosibirsk, Russia

A. Korochkin

Novosibirsk State University;Universit� Libre de Bruxelles

Email: jetp@kapitza.ras.ru
630090, Novosibirsk, Russia; CP225 Boulevard du Triomphe, 1050, Brussels, Belgium

G. Rubtsov

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences;Novosibirsk State University

Email: jetp@kapitza.ras.ru
117312, Moscow, Russia

D. Semikoz

APC, Universit� Paris Cit�

Email: jetp@kapitza.ras.ru
Observatoire de Paris 119, 75205, Paris, France

I. Tkachev

Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences;Novosibirsk State University

Author for correspondence.
Email: jetp@kapitza.ras.ru
117312, Moscow, Russia; 630090, Novosibirsk, Russia

References

  1. F. Casse, M. Lemoine, and G. Pelletier, Phys. Rev. D 65, 023002 (2016).
  2. G. Giacinti, M. Kachelriess, and D. V. Semikoz, Phys. Rev. Lett. 108, 261101 (2012).
  3. G. Giacinti, M. Kachelriess, and D. V. Semikoz, JCAP 07, 051 (2018).
  4. D. Harari, S. Mollerach, and E. Roulet, Phys. Rev. D 93, 063002 (2016).
  5. D. Harari, S. Mollerach, and E. Roulet, JHEP 10, 047 (2000).
  6. D. Harari, S. Mollerach, and E. Roulet, and F. Sanchez, JHEP 03, 045 (2002).
  7. K. Dolag, M. Kachelriess, and D. V. Semikoz, JCAP 01, 033 (2009).
  8. D. Harari, S. Mollerach, and E. Roulet, JHEP 08, 022 (1999).
  9. V. Berezinsky and O. Kalashev, Phys. Rev. D 94, 023007 (2016).
  10. R. Alves Batista, A. Dundovic, M. Erdmann, Karl-Heinz Kampert, D. Kuempel, G. M�ller, G. Sigl, A. van Vliet, D. Walz, and T. Winchen, JCAP 05, 038 (2016).
  11. R. Alves Batista et al., JCAP 09, 035 (2022).
  12. A. Zonca, L. Singer, D. Lenz, M. Reinecke, C. Rosset, E. Hivon, and K. Gorski, Journal of Open Source Software 4, 1298 (2019).
  13. K. M. G�rski, E. Hivon, A. J. Banday, B. D. Wandelt, F. K. Hansen, M. Reinecke, and M. Bartelmann, Astrophys. J. 622, 759 (2005).
  14. J. Giacalone and J. R. Jokipii, Astrophys. J. 520, 204 (1999).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».