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Meccanismi di accelerazione (Fermi)

Meccanismi di accelerazione (Fermi). Meccanismi di accelerazione (Fermi – primo ordine) Shock causato da una Supernova Remnant velocita di espansione

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Meccanismi di accelerazione(Fermi)

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Meccanismi di accelerazione (Fermi – primo ordine)

Shock causato da una Supernova Remnant velocita’ di espansione VR molto maggiore di quella del suono nel mezzo

Schematizzazione “planare”

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Meccanismi di accelerazione(Fermi – primo ordine)[1]

asse xx=0

i

out

DWUP

Ei

Ef

(unshocked)

(shocked) particella relativistica

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Meccanismi di accelerazione(Fermi – primo ordine)[2]

Shock che si propaga a velocita’ supersonica Unel sistema stazionario del gas interstellare.Nel riferimento del gas non perturbato: parametri a monte (UP) dello shock: 2 , P2 ,T2 parametri a valle (DW) dello shock:1 , P1 ,T1

Nel riferimento dello shock le particelle arrivano da DW con velocita’ v1=-U ed escono con velocita’ v2 =-1/4 UConservazione del # di particelle 1v1=2v2

Ci aspettiamo: 2 /1=(+ 1)/(- 1)Gas completamente ionizzato: = 5/3 v1/v2 = 4

UP DW

u = velocita` del materiale UP nel sistema del gasesterno (cioe` della zona DW)U velocita` del fronte nel medesimo sistemaNel sistema dello shock: velocita` del materiale DW: v1= -Uvelocita` del materiale UP: v2=u-U u=v2-v1

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Meccanismi di accelerazione(Fermi – primo ordine)[3]

Nel riferimento del mezzo DW le particelle chevengono da UP sembrano viaggiare verso DW con velocita’ ¾ U:

Nel riferimento del mezzo UP le particelle chevengono da DW sembrano viaggiare verso lo shock con velocita’ ¾ U:

Una particella che attraversi lo shock in unoqualsiasi dei due versi ha una buona probabilita’ di subire un urto centrale che larimanda indietro, con energia aumentata

UP DW

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Un modello giocattolo per il meccanismo di Fermi

v v

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shockwave02.asf.mov

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Meccanismi di accelerazione(Fermi – primo ordine)[4]

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Meccanismi di accelerazione(Fermi – primo ordine)[5]

i

out

x

U

UPDW

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Meccanismi di accelerazione(Fermi – primo ordine)[6]

Il guadagno in energia ora e’ lineare in !

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Meccanismi di accelerazione(Fermi – primo ordine)[7]

2

0

2

1

esc

2

1

1

2

2211212

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21esc

00

dEdN

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3P;44 :

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4P

uscente Flusso

4/entrante Flusso

entrante ussouscente/Fl Flusso :yprobabilit Escape

; P

:con

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E

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