Fermi acceleration
ફર્મિ પ્રવેગક, જેને કેટલીકવાર પ્રસરતા આંચકા પ્રવેગક (ફર્મિ પ્રવેગકનો પેટા વર્ગ) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે પ્રવેગક છે જે ચાર્જ કરેલા કણો વારંવાર પ્રતિબિંબિત થાય ત્યારે પસાર થાય છે, સામાન્ય રીતે ચુંબકીય અરીસા દ્વારા (પ્રવેગકની કેન્દ્રત્યાગી પદ્ધતિ પણ જુઓ). તેનું નામ ભૌતિકશાસ્ત્રી એનરિકો ફર્મી પરથી પડ્યું છે, જેમણે સૌપ્રથમ આ પદ્ધતિની દરખાસ્ત કરી હતી. આને પ્રાથમિક પદ્ધતિ માનવામાં આવે છે જેના દ્વારા કણો એસ્ટ્રોફિઝિકલ આંચકા તરંગોમાં બિન-ઉષ્મીય ઊર્જા મેળવે છે. તે ઘણા એસ્ટ્રોફિઝિકલ મોડેલોમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, મુખ્યત્વે સૌર જ્વાળાઓ અને સુપરનોવાના અવશેષો સહિતના આંચકાઓમાં. ફર્મિ પ્રવેગના બે પ્રકાર છેઃ પ્રથમ ક્રમના ફર્મિ પ્રવેગક (આંચકામાં) અને બીજા ક્રમના ફર્મિ પ્રવેગક (ચુંબકીય વાયુ વાદળો ફરતા હોય તેવા વાતાવરણમાં). બંને કિસ્સાઓમાં તંત્રને અસરકારક બનાવવા માટે પર્યાવરણ અથડામણ વિનાનું હોવું જોઈએ. આનું કારણ એ છે કે ફર્મી પ્રવેગક માત્ર ઉષ્મીય ઊર્જાથી વધુ ઊર્જા ધરાવતા કણોને લાગુ પડે છે, અને આસપાસના કણો સાથે વારંવાર અથડામણ થવાથી ઊર્જામાં ગંભીર ઘટાડો થશે અને પરિણામે કોઈ પ્રવેગક થશે નહીં. ફર્સ્ટ ઓર્ડર ફર્મી એક્સલરેશન શોક વેવ્સમાં સામાન્ય રીતે તેમની પહેલાની અને પછીની ચુંબકીય અસમરૂપતા હોય છે. આઘાત તરંગ (ઉપરની બાજુથી નીચેની તરફ) માંથી પસાર થતા ચાર્જ કણના કેસનો વિચાર કરો. જો તે ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં ગતિશીલ પરિવર્તનનો સામનો કરે છે, તો તે વધેલા વેગ પર આંચકા (ડાઉનસ્ટ્રીમથી અપસ્ટ્રીમ) દ્વારા તેને પાછું પ્રતિબિંબિત કરી શકે છે. જો આવી જ પ્રક્રિયા ઉપરની તરફ થાય છે, તો કણ ફરીથી ઊર્જા મેળવશે. આ બહુવિધ પ્રતિબિંબ તેની ઊર્જામાં ઘણો વધારો કરે છે. આ પ્રક્રિયામાંથી પસાર થતા ઘણા કણોના પરિણામી ઊર્જા વર્ણપટ (એમ ધારીને કે તેઓ આંચકાની રચનાને પ્રભાવિત કરતા નથી) એક શક્તિ નિયમ તરીકે બહાર આવે છેઃ જ્યાં વર્ણપટ સૂચકાંક, બિન-સાપેક્ષ આંચકા માટે, માત્ર આંચકાના સંકોચન ગુણોત્તર પર આધાર રાખે છે. "ફર્સ્ટ ઓર્ડર" શબ્દ એ હકીકત પરથી આવ્યો છે કે આંચકા પાર કરવા દીઠ ઊર્જા લાભ એ આંચકાના વેગને પ્રકાશની ગતિ દ્વારા વિભાજિત કરવાના પ્રમાણસર છે. ઈન્જેક્શનની સમસ્યા પ્રથમ ક્રમની ફર્મી પ્રક્રિયાઓનું રહસ્ય ઈન્જેક્શનની સમસ્યા છે. આંચકાના વાતાવરણમાં, માત્ર ઊર્જા ધરાવતા કણો કે જે ઉષ્મીય ઊર્જા કરતાં વધુ (ઓછામાં ઓછા થોડા પરિબળ) આંચકાને પાર કરી શકે છે અને પ્રવેગના 'રમતમાં પ્રવેશી શકે છે'. હાલમાં તે અસ્પષ્ટ છે કે કયા પદ્ધતિને કારણે કણોમાં શરૂઆતમાં આવું કરવા માટે પૂરતી ઊંચી ઊર્જા હોય છે. સેકન્ડ ઓર્ડર ફર્મી પ્રવેગક સેકન્ડ ઓર્ડર ફર્મી પ્રવેગક અવ્યવસ્થિત રીતે ચાલતા "ચુંબકીય અરીસાઓ" ની હાજરીમાં ચાર્જ કરેલા કણોની ગતિ દરમિયાન મેળવેલી ઊર્જાની માત્રા સાથે સંબંધિત છે. તેથી, જો ચુંબકીય અરીસો કણ તરફ આગળ વધી રહ્યો હોય, તો પ્રતિબિંબ પર કણ વધેલી ઊર્જા સાથે સમાપ્ત થશે. જો અરીસો ઓછો થઈ રહ્યો હોય તો તેનાથી વિપરીત લાગુ પડે છે. આ કલ્પનાનો ઉપયોગ ફર્મિ (1949) દ્વારા કોસ્મિક કિરણોની રચનાની રીતને સમજાવવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. આ કિસ્સામાં ચુંબકીય અરીસો એક ગતિશીલ આંતરતારકીય ચુંબકીય વાદળ છે. રેન્ડમ મોશન વાતાવરણમાં, ફર્મિએ દલીલ કરી હતી કે, હેડ-ઓન અથડામણની સંભાવના હેડ-ટેલ અથડામણ કરતાં વધારે હોય છે, તેથી કણોને સરેરાશ વેગ મળશે. આ અવ્યવસ્થિત પ્રક્રિયાને હવે સેકન્ડ ઓર્ડર ફર્મી એક્સિલરેશન કહેવામાં આવે છે, કારણ કે બાઉન્સ દીઠ સરેરાશ ઊર્જા લાભ મિરર વેલોસિટી સ્ક્વેર્ડ પર આધાર રાખે છે. જો કે, આ ભૌતિક સુયોજનમાંથી અપેક્ષિત પરિણામી ઊર્જા વર્ણપટ, પ્રસરણશીલ આંચકા પ્રવેગના કિસ્સામાં સાર્વત્રિક નથી. ફર્મિ-ઉલમ મોડેલ ફર્મિ ગ્લો સંદર્ભો બાહ્ય લિંક્સ ફર્મિ પ્રવેગ રીગર, બોશ-રેમન અને ડફીઃ એસ્ટ્રોફિઝિકલ જેટમાં ફર્મિ પ્રવેગ પર ડેવિડ ડાર્લિંગનો લેખ જુઓ. Astrophys.Space વિજ્ઞાન. 309:119-125 (2007) ફ્યુઝન પાવર ડાયનેમિક્સ (મિકેનિક્સ) કોસ્મિક કિરણો પ્રવેગ