Magnetowave Induced Plasma Wakefield Acceleration for Ultra High Energy Cosmic Rays
相对论天体物理外流中的磁波诱导等离子体尾场加速（MPWA）被认为是宇宙粒子加速到超高能的可行机制。在这里，我们提出的模拟结果，清楚地证明了这种机制的可行性的第一次。我们调用高频和高速哨声模式的驱动脉冲。由此产生的等离子体尾流场与理论预言相符。我们表明，在适当的条件下，等离子体尾场保持非常高的相干性，可以维持高梯度加速超过宏观距离。以伽马射线暴（GRB）为源，我们证明了MPWA产生ZeV 10 ^21 eV以上的超高能宇宙射线（UHECR）是可能的。
2007-09-07 astro-ph
Grand Unification Signal from Ultra High Energy Cosmic Rays?
高能（\approx 10^{9} GeV以上）宇宙射线的光谱与大统一尺度粒子的衰变相一致。预测质量为m_X= 10 ^b GeV，其中b=14.6_{-1.7}^{+1.6}。
2001-02-10 astro-ph hep-ph
Some Current Theoretical Issues around Ultra-High Energy Cosmic Rays
我们解决了当前围绕超高能宇宙射线的一些理论问题。我们还记得，产生更多的伽马射线比宇宙射线的情况下，高红移一般只能提供一个次主导的超高能宇宙射线通量的贡献。这包括银河系外自上而下和Z爆发的场景。最后，我们讨论了目前难以量化的大尺度宇宙磁场对超高能宇宙线传播的影响。这里提出的观点代表了作者的观点。
2004-04-03 astro-ph hep-ph
Galactic Anisotropy as Signature of ``Top-Down'' Mechanisms of Ultra-High Energy Cosmic Rays
我们表明，“自上而下”的机制，超高能宇宙射线，其中涉及重遗迹粒子状物体预测银河系各向异性的最高能量宇宙射线在最低水平的$\sim 20%$。这种各向异性足够大，可以在下一代实验中观察到或排除。
1998-09-23 astro-ph hep-ph
The Curious Adventure of the Ultrahigh Energy Cosmic Rays
这些讲座讨论了涉及到高能宇宙射线的产生和河外传播的奥秘，并提出了可能的解决方案。
2001-01-11 astro-ph hep-ph
Cosmic Rays X. The cosmic ray knee and beyond: Diffusive acceleration at oblique shocks
我们的目的是评估宇宙射线在非相对论性扩散激波加速中获得的最大能量和加速率，因为它可以在它们的生命周期中应用于各种天体物理站点，其中存在高度倾斜的激波。我们研究数值（使用蒙特卡罗模拟）的扩散系数对能量增益和加速率的影响，通过测试的磁场的冲击法线的垂直度之间的作用，和垂直交叉场扩散和平行扩散系数的加速率的意义。我们发现（并证明了以前的分析工作-- Jokipii 1987），在高度斜激波中，垂直扩散系数值与平行扩散系数值相比越小，获得的宇宙射线的能量增益越大。当我们估计宇宙射线在合理的天体物理状态下可能获得的能量上限时，要求解释在$10^{15}$ eV和大约$10^{18}$ eV之间的高能宇宙射线谱;解释宇宙射线的方案是由三种不同的来源注入，（a）超新星爆炸到星际介质，（b）红超巨星，（c）沃尔夫-拉叶星，在那里后两者爆炸成超新星前的风。
2006-05-05 astro-ph
Possible Production of High-Energy Gamma Rays from Proton Acceleration in the Extragalactic Radio Source Markarian 501
活动星系马卡良501是用空气切伦科夫望远镜在10太电子伏特的光子能量下发现的。如此高的能量可能表明来自马卡良501的伽马射线是由于质子而不是电子的加速。此外，由于与宇宙红外光子碰撞产生的电子-正电子对，观察到伽马射线没有衰减，这意味着对于波长为25微米的河外红外辐射背景的能量通量，每平方米每球面度的极限为2至4瓦。这个极限为星系形成的时代提供了重要的线索。
1998-03-20 astro-ph
Acceleration of ULtra High Energy Cosmic Rays: Cosmic Zevatrons?
在这次演讲中，我概述了一些基本的物理问题与加速器相关的解释能力UHECR到ZeV的能量。我将重点放在机制及其限制上，但也提供了关于观察结果及其提供的限制的简要背景。
2002-10-21 astro-ph
Acceleration and Interaction of Ultra High Energy Cosmic Rays
在这一章中，我将对冲击波加速作一个概述，包括讨论可能的最大能量和截止附近的光谱形状，高能宇宙射线与背景辐射的相互作用及其传播，以及由此产生的电子-光子级联。最高能量宇宙射线的可能来源进行了讨论，包括活动星系，伽马射线暴和拓扑缺陷。我认为，虽然最高能量的宇宙射线的起源仍然是不确定的，它是没有必要调用奇异的模型，如发射拓扑缺陷来解释现有的数据。看来，在Fanaroff-Riley II类射电星系的激波加速可以解释现有的数据。然而，在我们确定自然界中最高能量粒子的来源之前，必须有新的宇宙射线数据以及对河外辐射场和磁场的更好估计。
1998-12-03 astro-ph
Blazar Gamma-Rays, Shock Acceleration, and the Extragalactic Background Light
观测到的耀变体的光谱、它们的内禀辐射和辐射粒子的基本数量是密切相关的。使用这些源作为河外红外背景的探测器，TeV波段望远镜的最新进展推动了这一前景，美国宇航局即将推出的伽马射线大面积空间望远镜（GLAST）的观测很快将扩大这一前景，这是最近人们非常感兴趣的一个话题。在这里，它表明，如果耀变体喷流中的粒子在相对论冲击加速，那么指数小于1.5的伽马射线谱可以产生。这反过来又放宽了以前提出的近红外河外背景辐射的上限。我们还表明，TeV耀变体与平坦的光谱有较高的内在TeV γ射线光度的证据暗示，我们指出，可能有一个相关的平坦度和光度与红移。
2007-09-04 astro-ph hep-ph
Ultrahigh energy cosmic rays as a Grand Unification signal
我们分析了\approx 10^{9} GeV以上的高能宇宙射线的光谱。用极大似然分析表明，观测到的光谱与河外GUT尺度粒子的衰变是一致的。这些超重粒子的预测质量为m_X= 10 ^b GeV，其中b=14.6_{-1.7}^{+1.6}。
2001-05-31 astro-ph hep-ph
Ultra High Energy Cosmic Rays and Inflation Relics
在暴胀后有两个物质产生的过程可能与解决观测到的能量超过GZK截止值的宇宙射线之谜有关：1）超重（准）稳定粒子的引力产生，以及2）导致拓扑缺陷形成的非热相变。我们会考虑这两种可能性。
1999-03-31 astro-ph hep-ph
Ultrahigh Energy Cosmic Rays and Prompt TeV Gamma Rays from Gamma Ray Bursts
伽马射线暴（GRB）被认为是能量高达$\gsim10^{20}\ev$的超高能宇宙线（UHECR）事件的一类{ \it可能}源。在伽玛射线暴源内加速的最高能量质子的同步辐射应产生高达TeV能量的伽马射线。在这里，我们简要地讨论了从在即将到来的ICECUBE μ子探测器在南极的伽玛暴中的质子同步辐射源的提示TeV γ射线的可探测性的角度对伽玛暴的能量学的影响。
2003-05-12 astro-ph hep-ph
A Constraint on Electromagnetic Acceleration of Highest Energy Cosmic Rays
超高能宇宙射线（UHECR）电磁加速的能量学受到粒子在加速场内的约束和粒子在约束磁场中的辐射能量损失的约束。我们证明了~ 3 x 10^{20} eV事件的探测与具有高磁场的紧凑宇宙加速器可能是UHECR源的假设不一致。这排除了最流行的候选者，即旋转的中子星，活动星系核（AGN）和伽马射线暴冲击波。星系团和活动星系核射电瓣仍然是UHECR加速场唯一可能的候选者（尽管不是很强）。我们的分析对直线加速器没有限制。利用未来俄歇实验的数据，人们应该能够回答传统理论是否有效，或者需要一些新的物理学来解释UHECR的起源。
2003-03-12 astro-ph
The Top--Down Interpretation of Ultra--High Energy Cosmic Rays
超高能（$E \gsim 10^{20}$ eV）宇宙射线（UHECR）的起源仍然是个谜。我讨论“自上而下”的模型，其中UHECR起源于非常大质量的，长寿命的粒子的衰变。我总结了衰变产物光谱的计算，讨论了这种情况下可能存在的问题，并描述了通过寻找高能中微子和中性子来测试它的方法。
2003-10-29 astro-ph hep-ph
Evidence for Nonlinear Diffusive Shock Acceleration of Cosmic Rays in the 2006 Outburst of RS Ophiuchi
2006年RS Oph爆发的红外（IR）和X射线波长的光谱观测表明，冲击波减速的速度比标准测试粒子绝热冲击波模型预测的要高。观察到的爆炸波的演变可以解释，但是，由扩散冲击加速的粒子在向前冲击和随后逃逸的最高能量的离子从加速区域。非线性粒子加速也可以解释由红外和X射线数据推导出的激波速度的差异。我们讨论了在爆炸波的有效粒子加速光的新星遗迹的演变。
2008-01-11 astro-ph
Plasma Wakefield Acceleration for Ultrahigh Energy Cosmic Rays
介绍了一种基于相对论流动等离子体中Alfven激波激发的尾场的宇宙加速机制，其中测试粒子的单位距离能量增益是Lorentz不变量。我们表明，存在一个阈值条件的透明度低于加速粒子是碰撞自由和遭受的等离子体介质中的能量损失很小。随机加速-减速相的随机相遇导致幂律能谱：f（e）1/e^2。适合于这种等离子体尾场加速的环境可以是大规模丰富的。作为一个例子，我们讨论了超GZK超高能宇宙射线（UHECR）可能通过这种机制在大气中的伽马射线暴的产生。我们表明加速度梯度可以高达G ~ 10^16 eV/cm。我们的模型中的估计事件发生率与UHECR观察结果一致。
2002-05-21 astro-ph
LiBeB and the Origin of Cosmic Rays
低金属丰度的Be对宇宙射线的起源有重大影响，需要从新鲜的超新星喷出物中加速。观测到的基本恒定的Be/Fe固定了每个SNII的Be产量，从而可以确定每个SNII提供给宇宙射线的能量。结果排除了贫金属ISM的加速，并有利于在星系演化的所有时代的宇宙射线具有相同的频谱和源组成的那些在当前时代的生产。个别超新星加速其自身的核合成产物和集体加速SN冲击的喷射物富集的物质在内部的超泡已被提出这样的起源。一个新的Monte-Carlo为基础的进化代码，其中的概念是明确内置的Be和Fe生产每超新星，产生的超新星加速效率，2%的难熔金属和12%的所有宇宙射线。
1998-09-16 astro-ph
Effect of energy losses and interactions during diffusive shock acceleration: applications to SNR, AGN and UHE Cosmic Rays
我讨论的形状所产生的扩散冲击加速粒子的频谱的高能量端的存在下（i）额外的扩散逃逸从加速器，（ii）连续的能量损失，（iii）能量变化所产生的相互作用。截止点附近的光谱形式对这些过程以及扩散系数和压缩比的动量依赖性很敏感，因此被加速粒子发射的任何辐射的光谱都可以反映加速区的物理条件。本文的结果可用于解释超新星遗迹（SNR）、活动星系核（AGN）和超高能宇宙射线加速源（UHE CR）等天体的光谱能量分布。除了极近的源之外，加速过程中UHE CR谱上的谱特征在传播过程中将被很大程度地侵蚀，但是在UHE CR与辐射相互作用中产生的UHE中微子的谱，无论是在宇宙线加速过程中还是随后通过宇宙微波背景辐射的传播过程中，包含足够的信息，以确定UHE CR在加速后的截止动量，以进行合理的假设。皮埃尔俄歇天文台对这些UHE中微子的观测可能有助于确定最高能量宇宙射线的来源。
2004-01-24 astro-ph
Cosmological Shocks in Eulerian Simulations: Main Properties and Cosmic Rays Acceleration
目的：本文给出了ENZO宇宙学模拟中宇宙冲击波的形态、数量和能量分布，并研究了不同环境下宇宙冲击波与宇宙射线过程的关系。方法：我们使用公开发布的PPM程序ENZO进行宇宙学模拟，采用一种简单的物理驱动的数值装置，以125 kpc/cell的分辨率跟踪宇宙结构的演化，并使用一种新的后处理方案来处理冲击波。结果如下：我们估计了宇宙线粒子加速的效率，并首次将我们的结果与现有的星系团观测极限进行了比较。
2008-05-27 astro-ph
Electron Acceleration and Time Variability of High Energy Emission from Blazars
耀变体是已知的发射从无线电到伽马射线的宽带辐射，具有快速的时间变化，特别是在X和伽马射线中。同步辐射和逆康普顿散射被认为在发射中起着重要作用，并且时间变化可能与非热电子的加速有关。随着连续时间间隔的多波长同步观测的出现，从高能辐射的光谱变化中可能推断出电子加速的某些特征。为了做出这样的推论，我们使用一个简单的电子加速模型同时求解电子和光子的含时动力学方程。然后，我们展示了如何发射的时间变化取决于电子加速。我们还提出了一个简单的模型，耀斑在X射线和TeV的伽马射线通过暂时改变加速时间尺度。我们的模型将被用来，在未来，详细分析观测数据，以获得信息的电子加速耀变体。
2000-02-07 astro-ph
Acceleration of Ultra High Energy Cosmic Rays
宇宙线加速的一些一般特征进行了总结，以及一些推论，可以得出有关的起源UHE组件。的UHE光度密度被发现是类似的GeV宇宙射线和它的斜率表明一个独特的起源。小角度尺度聚类的报告，如果得到证实，将排除大多数拟议的源模型。更一般地说，认为最高能量粒子只能在能够感应EMF ${\cal E}\go3\times10^{20}$ V和相关功率$L_{min} \go {\cal E}^2/Z\sim10^{39}$ W的位点中加速，其中$Z$是特征电阻抗，通常为$\lo100Ω$。激波加速、单极感应和磁耀斑是三种最有效的、可观察到的加速机制，而射电喷流终止激波、$γ$射线爆炸波、星系核中的休眠黑洞和磁星是这些机制中最不令人难以置信的“常规”表现，它们被用来解释UHE宇宙射线。这些模型中的每一个都提出了问题，在这些和“外来”的超高能宇宙射线来源之间作出决定，包括那些涉及新粒子或缺陷的来源，将需要改进关于能量、到达时间和方向的统计信息，俄歇项目应提供这些信息。
1999-06-01 astro-ph
Gamma-rays from Galactic Black Hole Candidates with Stochastic Particle Acceleration
我们考虑恒星质量黑洞周围等离子体中的随机粒子加速来解释银河系黑洞候选者超过1 MeV的发射。我们发现，对于某些参数制度，电子可以克服库仑损耗和加速超过热分布，形成一个新的人口，其分布是广泛的，通常不是幂律;分布的峰值能量由加速和冷却之间的平衡确定，粒子在它周围堆积。热辐射的逆康普顿散射（来自背景）和非热（由加速产生）粒子在原则上可以解释从黑洞候选者发射的硬X射线到伽马射线。本文给出了用OSSE和COMPTEL观测到的Cyg X-1和GRO J 0422在50 keV - 5 MeV区的模型拟合。
1996-02-06 astro-ph
Looptop and Footpoint Impulsive Hard X-Rays and Stochastic Electron Acceleration in Solar Flares
由横滨HXT发现的来自耀斑环顶部的硬X射线是对太阳耀斑认识的重大进展。本文介绍了1991年10月至1998年8月期间日本太阳观测所观测到的20个临边耀斑的性质，其中15个观测到脉冲环顶发射。考虑到探测的有限动态范围（大约十年），可以得出结论，环顶发射是所有耀斑的共同特征。给出了一个典型耀斑的光变曲线和图像，总结了足点通量、环顶通量和光谱指数的统计特性。这些意见的重要性，预计从RHESSI具有优越的角度，光谱和时间分辨率，在约束的加速度模型和参数进行了讨论。简要
2002-07-22 astro-ph
Charge States of Solar Cosmic Rays and Constraints on Acceleration Times and Coronal Transport
我们研究了高能离子的电荷状态的影响与渐进的太阳耀斑由于冲击加热和剥离在高离子速度。最近测量的平均费用的各种元素的耀斑后，1992年10月30日和1992年11月2日允许一个地方的产品的电子密度的限制，加速或日冕停留时间。特别是，日冕环中的任何停留必须< 0.03 s，这排除了环中日冕传输的模型，如鸟笼模型。这些结果并不与各种太阳耀斑日冕等离子体高能离子激波加速模型相矛盾。
1997-02-19 astro-ph
Galactic Cosmic Rays from Supernova Remnants: II Shock Acceleration of Gas and Dust
这是分析银河宇宙线（GCR）组成和起源的系列论文中的第二篇（第一篇是astro-ph/9704267）。在这篇文章中，我们提出了一个定量模型的GCR起源和加速的基础上加速的混合物的星际和/或拱星气体和尘埃的超新星残余爆炸波。本文给出了一个非线性激波模型的结果，该模型包括：（i）星际气相离子的直接加速，（ii）带弱电荷的尘埃粒子与气体离子同时直接加速到100 keV/amu量级能量的简化模型，（iii）尘埃粒子与气体碰撞的摩擦能量损失，（iv）从加速的晶粒溅射难熔元素的离子，以及（v）将溅射的离子进一步冲击加速为宇宙射线能量。计算的GCR成分和光谱与观测结果符合得很好。
1997-04-30 astro-ph
Acceleration of UHE Cosmic Rays in Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴是产生UHE宇宙射线的"自下而上"方案的良好候选者。在讨论最多的伽玛暴模型，即"火球"模型中，高度相对论性的激波形成，似乎能够将宇宙射线加速到EeV范围。然而，只有第一个费米循环对来自外部介质的粒子产生大的能量增益。因此，一个互补的加速建议，下游的外部冲击，在相对论性等离子体的伽玛暴，交叉的相对论性战线可能会发生。前向和后向都是内部费米加速工作所必需的，并给出了产生它们的物理过程。我们发现，存在一个相关的物理过程类似布里渊散射重新分配的入射能量的等离子体壳层。这种重新分配是通过产生声波来加热等离子体壳层，也通过产生向前和向后的相对论阿尔芬锋来通过费米过程加速宇宙射线。我们表明，这个合奏的过程是能够占UHE宇宙射线的产生。有两个机会，这些组合过程，第一次在"初级"伽马射线暴期间，重子被相对论对风夹带，第二次在预减速和减速阶段，当火球与星际介质相互作用。然而，由于同步辐射损失，只有第二级可以产生UHE宇宙射线。
2000-07-07 astro-ph
Constraints on Particle Acceleration from the Diffuse Isotropic Gamma-Ray Background
伽马射线追踪加速粒子，因此观测到的河外伽马射线通量限制了粒子加速的整体效率。如果活动星系核中的河外喷流的粒子加速效率大大超过~ 18%，则它们可以解释伽马射线背景，这意味着粒子加速是这些源中热力学的重要组成部分。
2000-05-26 astro-ph
Implications of Particle Acceleration in Active Galactic Nuclei for Cosmic Rays and High Energy Neutrino Astronomy
本文研究了射电静活动星系核（AGN）和射电强活动星系核中心区高能中微子和宇宙射线的产生。我们使用的模型中，质子加速发生在一个冲击的吸积流到一个超大质量黑洞，并遵循级联的结果，从加速质子的相互作用在AGN环境。我们利用这些结果估算了活动星系核产生的弥散高能中微子强度和宇宙线强度。我们讨论了我们的结果的背景下，正在建设的高能中微子望远镜，和宇宙射线的组成在该地区的"膝盖“的能谱在$\sim 10^7$ GeV的测量。
1994-05-10 astro-ph
Evidence for nonlinear diffusive shock acceleration of cosmic-rays in the 2006 outburst of the recurrent nova RS Ophiuchi
2006年蛇夫座RS爆发的红外和X射线光谱观测表明，冲击波减速的速度比标准测试粒子绝热冲击波模型预测的要高。在这里，我们表明，所观察到的演变的新星遗迹可以解释的扩散冲击波加速粒子的冲击波和随后逃逸的最高能量的离子从冲击区。非线性粒子加速也可以解释由红外和X射线数据推导出的激波速度的差异。被加速的电子和质子在爆发后几天内可以达到的最大能量被发现高达几TeV。利用Berezhko和Ellison提出的非线性扩散激波加速的半解析模型，我们证明了用RXTE/PCA和Swift/XRT测量的激波后气体温度意味着相对中等的加速效率。
2007-05-30 astro-ph
Physical conditions in potential sources of ultra-high-energy cosmic rays: Updated Hillas plot and radiation-loss constraints
本文综述了天体物理源中超高能宇宙射线加速的基本约束条件，即几何（Hillas）准则和不同加速机制下辐射损失的约束条件。利用最新的天体物理数据，我们重新绘制了希拉斯图，并找出了潜在的UHECR加速器。对于活动星系核中央引擎的加速，我们限制了给定黑洞质量的最大UHECR能量。在活跃星系中，只有最强大的射电星系和耀变体能够将质子加速到UHE，尽管在更丰富的低功率塞弗特星系中，更重的核加速是可能的。
2010-03-26 astro-ph
Cosmic-ray composition and its relation to shock acceleration by supernova remnants
本文综述了对银河系宇宙射线起源的认识现状。评述了带电宇宙射线和光子的最新测量结果。讨论了它们对当代关于宇宙射线的来源和加速机制及其在银河系中传播的知识的影响。膝盖的能量谱和银河宇宙射线成分的结束的情况下可能的原因进行了说明。
2007-06-05 astro-ph
On The Origin of Very High Energy Cosmic Rays
我们讨论了我们对宇宙射线加速和传播到最高能量的理解的最新进展。特别是，我们专门讨论三个问题：1）在冲击波粒子加速理论的发展; 2）从银河系到河外宇宙射线的过渡; 3）最新观测的超高能宇宙射线（UHECRs）的起源的影响。
2005-11-08 astro-ph
On the acceleration of Ultra High Energy Cosmic Rays in Gamma Ray Bursts
UHECR大致是各向同性的并且获得非常大的能量$E \gtrsim 3\times 10^{20} \; eV$。传统的模型无法解释这两个事实。我在这里表明，在伽玛暴的UHECR加速满足这两个观测约束。利用Mészáros和Rees（1994）的超相对论激波伽玛暴模型，我们证明了由此可以获得的最高能量是$E\simeq 10^{20}\;θ^{-5/3} n_1^{-5/6}\; eV$，从而解释了Bird \etal \/（1995）事件的能量。避免了影响活动星系核中UHECR加速的传统碰撞灾变。一个数量级的估计表明，在地球上的UHECRs的总能量通量也正确地再现。文中还简要讨论了基于超高频电磁辐射在天空平面上分布的模型的检验。
1995-06-13 astro-ph
Non-linear shock acceleration and high energy gamma rays from clusters of galaxies
星系团中的并合和吸积激波可以通过一级费米过程加速粒子。由于这种机制被认为是内在有效的，冲击预计将被修改的加速粒子的反反应。这样的修改可能会引起明显的影响，从集团的非热辐射和抑制加热的气体在强冲击。在这里，我们特别考虑的伽马射线发射，我们讨论的能力切伦科夫望远镜，如HESS检测集群TeV的能量。
2004-11-01 astro-ph
Shock Acceleration of Cosmic Rays - a critical review
最近不成功的努力来检测预测的TeV伽马射线通量从超新星遗迹的动机，我们提出了一个批判性的检查这些预测的基础上的理论。确定了三个关键问题：注入，最大可实现的粒子能量和光谱指数。在每一种情况下，都取得了重大的新进展，这使人们对诸如玻姆扩散和单流体磁流体动力学等流行的范式产生了怀疑。这表明，更现实的分析模型，更复杂的数值技术的支持下，应采用获得可靠的预测。纳入异常传输影响的初步工作表明，产生的光谱应该比传统理论预测的要软得多。
2001-01-11 astro-ph
Diffusive Shock Acceleration of High Energy Cosmic Rays
带电粒子在冲击等离子体中的扩散加速过程在天体物理学中被广泛引用，以解释宇宙中普遍存在的非热相对论电子和离子的签名。这种统计学的量子力学机制的一个关键特征是没有动量尺度;天体物理学系统通常只在粒子谱的注入端（低能）和损耗端（高能）施加尺度。在3000 TeV左右的宇宙射线谱（“膝”）中存在结构，这引发了关于宇宙射线至少有两个起源的争论，一个是银河系的起源，它提供了膝盖以上的宇宙射线，甚至更高，也许还有一个河外的起源，它甚至可以解释在1-300 EeV看到的超高能宇宙射线（UHECR）。由于需要假设高磁场以将最短扩散加速时间尺度（离子回旋周期）减小到有意义的值，因此历史上已证明难以对具有熟悉的天体物理学加速地点的UHECR进行解释。然而，活跃的星系和伽马射线暴仍然是强烈的和有趣的候选源UHECR，把理论的重点相对论冲击。本文综述了UHECR生成问题的扩散冲击加速特性。这些包括光谱指数，加速效率和时标，作为冲击速度和平均场方向的函数，以及场湍流的性质。这些特性的解释的上下文中的伽马射线暴模型的生产UHECR也检查。
2004-09-13 astro-ph
Plasmoid impacts on neutron stars and highest energy cosmic rays
粒子加速的静电极化场所产生的等离子体流经磁场被讨论作为一种可能的加速机制的最高能量宇宙射线。具体而言，等离子体团产生的小行星撞击到中子星磁层被认为是。我们发现，这种影响在合理的速率可能解释所观察到的最高能量宇宙射线的通量和能谱。
2001-04-04 astro-ph
Cosmic Ray Acceleration in Superbubbles and the Composition of Cosmic Rays
我们回顾了宇宙线在星际介质的超泡/热相中加速的证据，并讨论了宇宙射线的组成和星际介质的结构和演化的影响。我们表明，大部分的银河系超新星，它们的膨胀残余物，连同它们的富含金属的颗粒和气体喷出物，以及它们的宇宙射线加速冲击，都被限制在内部的超级气泡，所产生的多个超新星爆炸的大质量恒星形成在巨大的OB协会。ISM的这个超级气泡/热相在整个银河系的年龄提供了一个基本上恒定的金属丰度的宇宙射线源，用于在几百万年的时间尺度上由许多超新星的冲击加速，与Be/Fe演化和Ni-59/Co-59的ACE观测一致。我们还表明，如果难熔的宇宙射线金属来自溅射的快速耐火颗粒，然后伴随着这些快速颗粒周围气体的散射也可以占宇宙射线挥发物的相对丰度。
2000-04-12 astro-ph
Cosmic-ray acceleration in supernova shocks
银河系的宇宙射线被广泛认为是在超新星爆炸引发的膨胀冲击波中被加速的。宇宙射线的扩散激波加速理论现在已经很好地建立起来了，但是有两个基本问题仍然没有得到部分解答：加速效率是多少，即超新星总能量转化为宇宙射线能量的比例，以及在超新星爆炸中被加速的粒子所获得的最大动能是多少？最近用钱德拉和XMM-牛顿卫星对超新星遗迹进行的X射线观测以及用几台地面大气切伦科夫望远镜对甚高能伽马射线的观测，提供了有关这两个问题的新信息。在回顾了这些观测结果及其目前的解释后，我表明，通过研究河外超新星的射电辐射，可以获得关于扩散激波加速过程的补充信息。作为一个例子，一个非线性模型的扩散冲击加速度被应用到超新星SN 1993J，它在附近的星系M81爆炸的射电光变曲线。该模型的结果表明，银河系的大部分宇宙射线可能在超新星喷出物和从祖星丢失的风之间的相互作用的早期阶段被加速。
2008-07-25 astro-ph
Ultra-High Energy Cosmic Rays: Some General Features, and Recent Developments Concerning Air Shower Computations
我们为非专业人士提供了一个关于宇宙射线一般特征的介绍性讲座，以及关于空气簇射发展的级联方程的一些最新进展。
2004-07-08 astro-ph hep-ph nucl-th
Gamma-Rays from Supernova Remnants and the Signatures of Diffusive Shock Acceleration
虽然从已知的超新星遗迹（SNRs）的γ射线的确定性检测仍然难以捉摸，收集可能与SNRs相关的未识别EGRET源激发了最近对这些源的TeV发射的建模。目前的理论模型使用幂律冲击加速的质子和电子在他们的预测预期的伽马射线TeV通量从那些身份不明的EGRET源与残余协会。在本文中，我们探讨了一个更详细的非线性冲击加速模型，它产生非热质子分布，并包括一个自洽的确定冲击流体力学。我们获得的伽马射线光谱允许停止加速到高能量，这是由于有限的年龄和大小的残余物的信噪比。伽玛射线光谱截止可以观察到在TeV范围内的合理的剩余参数，和偏离幂律行为被发现在所有的能量范围从1兆电子伏的截止。INTEGRAL、惠普尔和其他仪器的相关观测可能会对我们理解超新星遗迹提供严格的限制。
1997-04-15 astro-ph
Non-thermal acceleration mechanisms in supernova remnant shells
在未来的X射线观测与Simbol-X的背景下，在超新星遗迹的粒子加速领域的主要问题的审查。在总结了非热加速机制的工作之后，我简要回顾了超新星遗迹在硬X射线和伽马射线中的观测。在这个框架内讨论了开放的问题。
2008-02-04 astro-ph
Cosmic Rays and Neutrinos from GRBs: Predictions versus Acceleration Modeling
本文分析了伽玛暴中质子的费米加速度及其中微子特征。我们比较了玻姆标度和柯尔莫哥洛夫标度的后果，后者更可靠。关于UHE-质子的能量限制的各种损失和中微子的排放的预测结果是非常敏感的这些标度。我们认为Kolmogorov标度是最现实的，并预测一个合理的pp-中微子排放量约100 GeV的火球膨胀的辐射阶段结束时，大量的GRB悬而未决的重子负载。第二个p $γ$ -中微子的排放预计与加速质子在无辐射阶段，但与同步辐射损失限制紧接着一个严重的膨胀损失限制。根据柯尔莫哥洛夫标度，质子不能达到UHE范围。无论如何，双组分中微子发射的巨大可能性将是宇宙射线物理学的一个有趣线索。
2003-10-29 astro-ph
Ultrahigh Energy Cosmic Rays and Neutrinos
讨论了最高能量宇宙射线（UHECR）与UHE中微子的关系。在光学薄天体物理源中产生的中微子与宇宙的UHECR发射率有关。宇宙成因中微子的通量，在传播中产生的UHECR，也反映了这些粒子的加速，最大加速能量，以及它们的源的宇宙学演化。
2007-11-12 astro-ph
The origin of ultra high energy cosmic rays
本文简要讨论了超高能宇宙射线（UHECR）起源和传播研究中的一些问题和最新进展。
2005-12-16 astro-ph
Ultra high energy cosmic rays and neutrinos after Auger
我们讨论了俄歇合作组织最近发表的主要结果及其对我们对超高能宇宙射线和中微子知识的影响。
2008-08-07 astro-ph
Ultra high energy neutrinos: the key to ultra high energy cosmic rays
讨论了河外宇宙线质子的加速谱与其源的亮度和宇宙学演化的关系，以及超高能宇宙成因中微子在从源传播到我们过程中的产生。
2006-07-26 astro-ph
Ion injection and acceleration at modified shocks
扩散粒子加速理论解释了宇宙射线的光谱特性，其能量低于约。10^6 GeV，是超新星遗迹（SNR's）中的强烈冲击产生的。为了提供观测到的宇宙射线通量，超新星释放的能量中有很大一部分必须转化为宇宙射线。SNR产生宇宙射线的效率问题的关键是热能的注入过程。自洽模型必须考虑到被加速粒子与磁流体动力学波的相互作用，磁流体动力学波产生粒子扩散，这是加速过程的必要条件。这种湍流背景等离子体的非线性模型最近已经发展起来（Malkov，1998，Phys.Rev.E58，4911）。我们使用这个模型的第一个数值处理的气体动力学和扩散对流方程在一个准平行的强冲击，其中包括一个等离子体物理注入模型来调查宇宙线的生产。
1999-06-07 astro-ph
Reply to ``Cuts and penalties: comment on `The clustering of ultra-high energy cosmic rays and their sources' ''
我们重申，没有证据表明BL Lac是高能宇宙射线的来源。
2004-03-22 astro-ph
Gamma Rays from Ultra-High Energy Cosmic Rays in Cygnus A
在活动星系核喷流中被加速的超高能宇宙射线（UHECR）可以在强射电星系周围的高磁场、~100 kpc尺度的区域中聚集。光强子过程涉及UHECR和河外背景光的光子，产生超相对论电子和正电子，引发电磁级联，导致产生伽马射线同步加速器晕。我们计算的情况下，天鹅座A的晕发射，并表明，它应该是可检测的费米伽玛射线太空望远镜和地面的伽玛射线望远镜可能检测到的，如果射电星系的源UHECR。
2008-09-23 astro-ph
Ultra High Energy Cosmic Rays: Observations and Theoretical Aspects
本文简要介绍了超高能宇宙射线（UHECRs）的物理学，重点介绍了迄今为止所获得的实验结果，以及从这些结果中可以推断出的有关UHECRs的来源。
2006-09-05 astro-ph
Muon Charge Ratio of Ultrahigh Energy Cosmic Rays
高能宇宙射线的μ子电荷比可以提供信息来探测初级宇宙射线的成分。我们建议通过分析高能μ子在簇射横平面上的相对横向位置来提取它们在非常倾斜的大范围空气簇射中的电荷信息。
2008-08-19 astro-ph hep-ex hep-ph
Ultrahigh energy cosmic rays from dark matter annihilation
成团超重暗物质的湮灭为低能宇宙射线的起源提供了一个有趣的解释。预测的各向异性信号为这种情况提供了独特的签名。
2002-05-10 astro-ph
