宇宙射线对宇宙里一些极为极端的事件产生影响。然而这些高能粒子的动力，依旧是天体物理学最大的谜团当中的一个。

不停地轰击地球

这些高能粒子跟强大宇宙事件相关。像恒星爆炸、黑洞周围环境。另外，它们在大气化学里起作用。可能干扰电子系统。还会给宇航员、航天器带来挑战。

然而研究宇宙射线一直颇具挑战性。特别是我们仍不清楚这些粒子如何获得高能量。中国科学技术大学的研究人员最近开展了一项实验。试图解开这个谜团。

研究人员通过他们的实验 直接观察到带电离子粒子 是如何通过反射磁化冲击波获得能量的 这一首次观测 揭示了一个关键过程 该过程可能驱动宇宙射线在宇宙中的加速

激波漂移 vs 激波冲浪

为了解释提供高能宇宙射线的机制，科学家们目前依靠两种理论。

第一种是激波漂移加速（SDA）。它认为粒子通过沿着激波边缘的磁场滑动来获得能量。这就如同冲浪者沿着波浪的侧面滑行。当粒子穿过电击的电场和磁场时。它们的速度会得到提升。

第二种理论称作激波冲浪加速度（SSA）。该理论认为粒子被困在冲击波正前方。这情形如同冲浪者骑在浪尖。电击时电场推动粒子前行。并给予粒子突发的能量。

然而 没人知道这两种理论哪种正确 因此 为解决此问题 中国科大团队采用了新颖方法

借助强大的“神光二号”激光装置，他们于实验室中模拟了太空情形，观测了强大的冲击波。以下是他们的发觉：

在实验室里观察宇宙射线

他们的方法会产生磁化等离子体。这是一种物质状态。在这种状态下气体带电。它类似于太空中存在的物质。然后。他们把另一个等离子体推进到这个磁化等离子体中。推进速度超过240英里/秒（400公里/秒）。

这次碰撞产生了激波。该激波类似于宇宙中爆炸的恒星即超新星所产生的强大激波。接下来研究人员采用了先进的诊断工具。这使他们能够观察离子在这种相互作用中的行为

他们看到一束离子。离子被加速到惊人速度。速度范围是每秒1100到1800公里（每秒683到1118英里）。这比最初的激波本身快得多。这清楚表明离子通过反射激波前缘获得能量。

此外 研究小组通过运行模拟证实 这种能量增加主要由与冲击波相关的电场和磁场驱动 这是激波漂移加速的一个明显特征 即SDA

我们的模拟再现了能量增益。这表明离子在反射过程中主要由运动电场加速。研究结果确定激波漂移加速是主要的离子激发机制。这与地球弓形激波的卫星观测结果一致。

这个实验解决了天体物理学中一个长期存在的争论。它为在受控环境下研究高能粒子动力学提供了一个有趣的平台。

希望未来的研究能基于这些见解展开。并能揭示各类其他谜团。这些谜团与粒子物理学相关。还与宇宙学相关。

这项研究发表在《科学进展》杂志上。

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