國科大首次實驗觀測到高能宇宙射線費米加速的單步過程

本報合肥電  （記者徐靖）近日，中國科學技術大學胡廣月教授和陸全明教授合作的科研團隊，利用上海“神光Ⅱ”高功率激光裝置，首次觀測到磁化無碰撞沖擊波中“費米加速循環(huán)”的單次反射加速過程產生的準單能離子。近日，研究成果在線發(fā)表于《科學·進展》。

無碰撞沖擊波是宇宙中最強大的粒子加速器。由于空間探測的不足，學界對無碰撞沖擊波的形成和演化以及高能宇宙射線的加速過程仍然缺乏全面的理解，對高能宇宙射線“費米加速循環(huán)”的單次反射加速過程還缺乏實驗觀測，對哪種“預加速機制”占主導的問題仍有較大爭議。

研究團隊利用“神光Ⅱ”大型激光裝置燒蝕靶物質產生的高速等離子體流，在磁化背景等離子體中驅動產生了速度400千米每秒、磁聲馬赫數6的超臨界磁化無碰撞沖擊波，測量到2至4倍于沖擊波速度的準單能離子，這是首次在實驗室內觀測到磁化無碰撞沖擊波中“費米加速循環(huán)”對離子的單次反射加速現象，與衛(wèi)星在地球“弓形波”中探測到的現象一致。