中国科学家揭秘：宇宙射线如何在实验室“爆炸”

宇宙射线与诸多宇宙极端事件息息相关，如恒星爆炸和黑洞周围的极端环境。这些粒子不仅在天文学研究中占据重要地位，还对大气化学、电子系统以及宇航员和航天器的安全构成影响。
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为了深入理解宇宙射线的形成机制，科学家们提出了两种主要理论：激波漂移加速（SDA）和激波冲浪加速（SSA）。SDA理论认为，粒子通过在激波边缘的磁场中滑动来获取能量，类似于冲浪者沿着波浪侧面滑行；而SSA理论则主张，粒子被困在冲击波的前端，通过电场推动获得能量，就像冲浪者骑在浪尖上。

然而，这两种理论究竟哪一种才是正确的，一直无人知晓。为此，中国科学技术大学的研究团队决定通过实验来寻找答案。他们利用强大的“神光二号”激光设备，在实验室中模拟了太空环境，并观察了强大的冲击波。

在实验过程中，研究人员首先产生了磁化等离子体，这是一种类似于太空中存在的带电气体状态。接着，他们以超过400公里/秒的速度，将另一个等离子体推进到这个磁化等离子体中。这次碰撞产生了类似于宇宙中超新星爆炸所产生的强大激波。

随后，研究人员利用先进的诊断工具，观察了离子在这种相互作用中的行为。他们发现，一束离子被加速到了惊人的速度，从每秒683到1118英里不等，这远远超过了激波本身的速度。这一发现清楚地表明，离子是通过反射激波前缘来获得能量的。