費密加速

解釋宇宙線粒子加速的一種可能機制。1949年由費密提出因而得名。

恆星際極稀薄的電離氣體帶動強度約10-6 高斯的磁場運動，其速度V約為每秒30公里的量級，速度為v的荷電粒子就在這非均勻磁場間來回運動(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（也可以說粒子同磁場發生“碰撞”）。如果磁場靜止，那末粒子能量不變；如果磁場是運動的，就出現兩種情況。①迎頭碰撞：磁力線和粒子相迎運動,V·v忈<0（v忈是 v的平行於磁力線的分量）。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。由於│V│《│v│，所以迎頭碰撞的次數多於追趕碰撞，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，費密加速是一種統計加速（隨機加速）。在每次相互作用中，粒子可獲得能量，也可喪失能量。如果增益作用次數大於衰減作用次數，那麼粒子平均能量將有系統增長。費密加速在天體物理學、太陽物理學和地球磁層研究中有廣泛的應用。通常把激波中和磁流體力學低頻湍動中的粒子加速機制都泛稱為統計費密型加速。