Сверхэлектроны

Группа ученых из Великобритании и Швеции считает, что идея ускорителя частиц, впервые выдвинутая двадцать лет назад, может объяснить появление электронов в космических лучах недалеко от остатков взорвавшейся звезды (сверхновой). Эти высокоскоростные частицы выдают свое присутствие благодаря синхротронному излучению при вращении в магнитном поле. До сегодняшнего дня не было ясно, почему электроны разгоняются до таких высоких энергий.

Исследователи воспользовались компьютерной моделью для выяснения поведения электронов, находящихся в постоянном магнитном поле и переменном электрическом поле бегущей волны. Как оказалось, при определенных напряженностях полей и направлении движения волны заряженные частицы (электроны в том числе) могут ускоряться до очень высоких энергий.

Эта идея была предложена физиками Калифорнийского университета в 1983 году как новый метод получения частиц высоких энергий в лабораторных условиях. При этом для создания волны использовался лазер. Этот тип ускорителей получил название “серфатрон” (surfatron) благодаря схожести перемещения частиц вдоль волнового фронта и движения серфингиста на морской волне.

В сверхновых, конечно же, нет лазеров, но стремительное разлетание ее остатков в пространстве приводит к появлению ударной волны, ускоряющей ионы. Они, в свою очередь генерируют волны, играющие роль лазера в концепции серфатрона (хотя это достаточно грубая аналогия).

Лазер серфатрона работает на одной длине волны, а в случае взрыва сверхновой невозможно избежать излучения целого спектра волн, что должно привести к неизбежному прекращению (рано или поздно) получения энергии частицами. Тем не менее, даже в таких условиях, по мнению ученых, электроны способны разгоняться до скоростей, близких к световой.