衝突が確率的に起こるとき、その粒子の運動は拡散過程で表現される。 一般に粒子の速度を $v$ とすると、 平均自由行程 $\lambda$ に対応する拡散係数 $D$ は

$$ D = \frac{1}{3} v \lambda $$

と書ける。 磁場 $B$ 中の宇宙線粒子に対する拡散係数は、$\lambda$ をラーモア半径 $\rho_{c}$ に置き換え、乱流の強さを示すパラメータを $\eta$ として、

$$ D = \frac{1}{3} v \rho_c \eta \equiv \eta D_{\rm Bohm} $$

と書ける。 ここで、

$$ D_{{\rm Bohm}} \equiv \frac{1}{3} v \rho_{c} = \frac{1}{3} \frac{\beta^2 E}{ZeB} $$

はボーム極限における拡散係数で、$c, E, Z$ は光速度、宇宙線粒子のエネルギーと電荷、$\beta$ は $v/c$ である。サイクロトロン周波数、ラーモア運動も参照。