費(fèi)密加速（Fermi acceleration ）解釋宇宙線粒子加速的一種可能機(jī)制。1949年由費(fèi)密提出因而得名。恒星際極稀薄的電離氣體帶動(dòng)強(qiáng)度約10高斯的磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)﹐其速度約為每秒30公里。

外文名

Fermi acceleration

提出時(shí)間

1949年

費(fèi)密加速

解釋宇宙線粒子加速的一種可能機(jī)制。1949年由費(fèi)密提出因而得名。

正文

恒星際極稀薄的電離氣體帶動(dòng)強(qiáng)度約10-6 高斯的磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，其速度V約為每秒30公里的量級(jí)，速度為

v

的荷電粒子就在這非均勻磁場(chǎng)間來(lái)回運(yùn)動(dòng)(往返線度約1光年)：粒子在磁鏡上反射或沿彎曲磁力線返回（也可以說(shuō)粒子同磁場(chǎng)發(fā)生“碰撞”）。如果磁場(chǎng)靜止，那末粒子能量不變；如果磁場(chǎng)是運(yùn)動(dòng)的，就出現(xiàn)兩種情況。①迎頭碰撞：磁力線和粒子相迎運(yùn)動(dòng),V·

v

忈<0（

v

忈是

v

的平行于磁力線的分量）。②追趕碰撞：和①相反，V·

v

忈>0。在①情況下粒子獲得能量，在②情況下則喪失能量。由于│V│《│

v

│，所以迎頭碰撞的次數(shù)多于追趕碰撞，平均而言，每次迎頭碰撞粒子能量有凈增量。能量ω=109 電子伏的粒子，碰撞一次后約增加δω＝10電子伏。粒子在多次碰撞后就變成高能的宇宙射線粒子。因此，費(fèi)密加速是一種統(tǒng)計(jì)加速（隨機(jī)加速）。在每次相互作用中，粒子可獲得能量，也可喪失能量。如果增益作用次數(shù)大于衰減作用次數(shù)，那么粒子平均能量將有系統(tǒng)增長(zhǎng)。費(fèi)密加速在天體物理學(xué)、太陽(yáng)物理學(xué)和地球磁層研究中有廣泛的應(yīng)用。通常把激波中和磁流體力學(xué)低頻湍動(dòng)中的粒子加速機(jī)制都泛稱為統(tǒng)計(jì)費(fèi)密型加速。