28
Радиационный пояс непрерывно «подпитывается» но-
выми частицами и одновременно часть частиц теряет-
ся, уходя вдоль силовых линий в атмосферу Земли и вы-
зывая полярные сияния. Механизмы захвата в радиа-
ционные пояса еще недостаточно изучены. По-видимому,
механизмы захвата электронов и ионов различны. Во
всяком случае часть протонов радиационного пояса об-
разуется за счет радиоактивного распада нейтронов.
Та^кие нейтроны возникают при ядерных реакциях в ат-
мосфере Земли, вызванных космическими лучами. Ме-
ханизм заполнения быстрыми электронами будет об-
суждаться в следующем параграфе. Здесь нас будут ин-
тересовать е основном механизмы потерь частиц из ра-
диационного пояса. Важно отметить, что энергия ча-
стиц, запасенных в радиационном поясе,, велика. Она
составляет 10 15 —10 16 Дж, что по порядку величины
38
сравнимо с энергией, выделяемой при ядерном взрыве.
Естественно, что к такому запасу энергии ученые не
могут относиться равнодушно. Хотя конкретных идей
практического использования этой энергии, по существу,
нет, сейчас обсуждается эксперимент, в котором будет
сделана попытка управлять уходом частиц из радиа-
ционного пояса. Остановимся на механизмах ухода
частиц из радиационного пояса подробнее. При уходе
захваченной частицы из радиационного пояса вектор ее
скорости должен изменить направление так, чтобы воз-
росла энергия продольного движения за счет уменьше-
ния вращательной энергии. Тогда зеркальная точка для
такой частицы переместится в область более сильного
поля, и при определенном угле между силовой линией и
вектором скорости частица уйдет в атмосферу Земли.
Это означает, что частицы, удерживаемые магнитным
полем, обладают явной анизотропией распределения ско-
ростей. Среди удерживаемых магнитным полем Земли
частиц отсутствуют такие, вектор скорости которых со-
ставляет с силовой линией угол, меньший некоторого
критического значения ао, при котором частица отра-
жается до входа в плотные слои атмосферы. О таких
частицах говорят, что они находятся за пределами «ко-
нуса потерь», определяемого углом ао-
Для того чтобы захваченная магнитным полем ча-
стица могла уйти вдоль силовой линии, вектор ее ско-
рости должен быть переведен внутрь конуса потерь.
Угловое распределение с «вырезанным» конусом потерь
не является термодинамически неравновесным. Частицы,
захваченные магнитным полем, напоминают длительно
живущие в возбужденном состоянии атомы (нак назы-
ваемые метастабильные состояния), которые при внеш-
нем воздействии переходят в основное состояние, выде-
ляя энергию. Вынужденное высвечивание метастабиль-
ных атомов позволяет получать управляемые потоки све-
товой энергии в лазерах. По аналогии всю магнитосферу
с ее радиационными поясами можно представить себе
как гигантский прибор, типа лазера, для срабатывания
которого необходимо подобрать соответствующий спус-
ковой механизм. Энергия, запасенная в таком приборе,
составляет 10 15 — 10 16 эрг.