费密加速（Fermi acceleration ）解释宇宙线粒子加速的一种可能机制。1949年由费密提出因而得名。恒星际极稀薄的电离气体带动强度约10高斯的磁场运动﹐其速度约为每秒30公里。

外文名

Fermi acceleration

提出时间

1949年

费密加速

解释宇宙线粒子加速的一种可能机制。1949年由费密提出因而得名。

正文

恒星际极稀薄的电离气体带动强度约10-6 高斯的磁场运动，其速度V约为每秒30公里的量级，速度为

v

的荷电粒子就在这非均匀磁场间来回运动(往返线度约1光年)：粒子在磁镜上反射或沿弯曲磁力线返回（也可以说粒子同磁场发生“碰撞”）。如果磁场静止，那末粒子能量不变；如果磁场是运动的，就出现两种情况。①迎头碰撞：磁力线和粒子相迎运动,V·

v

忈<0（

v

忈是

v

的平行于磁力线的分量）。②追赶碰撞：和①相反，V·

v

忈>0。在①情况下粒子获得能量，在②情况下则丧失能量。由于│V│《│

v

│，所以迎头碰撞的次数多于追赶碰撞，平均而言，每次迎头碰撞粒子能量有净增量。能量ω=109 电子伏的粒子，碰撞一次后约增加δω＝10电子伏。粒子在多次碰撞后就变成高能的宇宙射线粒子。因此，费密加速是一种统计加速（随机加速）。在每次相互作用中，粒子可获得能量，也可丧失能量。如果增益作用次数大于衰减作用次数，那么粒子平均能量将有系统增长。费密加速在天体物理学、太阳物理学和地球磁层研究中有广泛的应用。通常把激波中和磁流体力学低频湍动中的粒子加速机制都泛称为统计费密型加速。