宇宙结构形成暗物质纤维中的超高能宇宙线加速

提出了一种将质子加速至约10^21eV的机制。该机制可能作用于流向宇宙结构形成的纤细暗物质纤维的吸积流中。吸积流压缩环境磁场，使其显著增强并与纤维对齐。粒子通过ExB漂移随吸积流开始加速。漂移阶段的能量增益受绝热不变量p_perp^2/B守恒的限制。当接近纤维时，漂移转变为绕纤维的回旋运动，使粒子平行于方位角电场运动。在此“电子感应加速器”阶段，加速加快，迅速达到磁场为B、轨道半径为R（拉莫尔半径）的加速器的电动力学极限$cp_{max}=eBR$。周期性轨道变得不稳定，粒子被甩出纤维，进入弱（未压缩）磁场区域，加速终止。该机制需要预加速，预加速可能发生在纤维吸积流上游或附近的结构形成激波中。先前的研究将这些激波认定为高效的质子加速器，其坚实的上限约为10^19.5 eV，受灾难性光致π介子损失的限制。本机制将最终（电子感应加速器）阶段的爆发式能量增益与粒子从强磁场区域的快速释放相结合。正是这种结合使质子能够克服光致π介子损失和同步加速器-康普顿损失，从而获得10^21 eV的能量。加速器能量耗散∝E_{max}^{2}/Z_0（由于有限的真空阻抗Z_0）对加速器达到给定E_max的限制，通过加速器的循环运行得以规避。