基于回旋自共振的宇宙泽瓦加速器
高能天体物理现象
2021-01-27 v1
摘要
泽瓦加速器（Zevatron）是一种设想中将粒子加速至 ZeV 能量（1 ZeV = eV）的加速方案。人们已提出若干方案（最著名的是内激波模型）来解释自 1962 年起偶发探测到抵达地球的超高能宇宙射线（UHECR）粒子的加速机制。本文中，对回旋自共振加速（CARA）机制进行适配，并用以演示由双星系统并合或超新星爆发等剧烈天体物理过程抛射出的粒子可能的加速。此类事件会导致高能粒子与超强束流辐射的发射。在超强磁场同时存在时，可能满足回旋自共振条件。因此，CARA 可充当由其前身星中激波（可能还有其他方式）预加速粒子的“助推器”。作为示例，表明氢、氦与铁-56 的原子核在 CARA 作用下可达到 ZeV 能量，在此条件下粒子一方面绕超强磁场线回旋，另一方面在超强辐射场波面上“冲浪”。当计入辐射反作用时，表明若共振条件偏离小于约 20\%，粒子获得的 ZeV 能量下降不到一个数量级。
引用
@article{arxiv.2007.06409,
title = {A cosmic Zevatron based on cyclotron auto-resonance},
author = {Yousef I. Salamin and Meng Wen and Christoph H. Keitel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.06409},
year = {2021}
}