什麼是等離子體湍動加速

等離子體的一個最重要特性是不穩定性。微小的擾動就能在等離子體中激起各種等離子體波（或稱為等離子體激元）。這種等離子體的激發態通常稱為等離子體湍動（見等離子體天體物理學）。湍動元(等離子體波)和荷電粒子碰撞會引起它們之間的能量交換，從而導致粒子加速，這種現象稱為等離子體湍動加速。這種加速效應帶有統計性質，和經典的費密加速類似。業已證明，等離子體激元和荷電粒子間的碰撞總是導致粒子平均能量的增加。對費密加速的計算表明，粒子的加速率正比於L-1，L是兩激元之間的平均距離，也就是兩湍動元之間的平均尺度。這種關係是普遍的，並不取決於具體的加速機制。因而湍動元尺度越小，加速效率就越高。在等離子體中，存在各種高頻等離子體波，它們的波長是短的，所以，加速效率就比費密加速效率大得多。計算表明，如果太陽緩變射電是由等離子體中的電子振盪波（朗繆爾波）轉化來的，那麼，這種電子波就能在一天之內把足夠多的粒子加速到具有相當於一個耀斑爆發的能量。可見，這種湍動加速效率是非常高的。等離子體湍動加速通常包括兩種情況：如果等離子體波的相速度大於粒子的熱運動速度，那麼，這種等離子體波只能加速少數快粒子，這叫作等離子體純粹加速；如果波的相速度小於被加速粒子的熱運動速度，那麼，大多數粒子都能被這種等離子體波加速，這叫作等離子體湍動加熱。

對於活動星系核、類星體、脈衝星、蟹狀星雲等，不管它們的輻射機制如何，為了得到和觀測資料一致的結果，總得假定它們的高能粒子數隨能量的分佈是採取冪指數形式的。正是考慮到等離子體湍動加速效應，才有可能自洽地獲得粒子的這種冪律譜。

ovich， Theory　of　Turbulent　Plasma，Consullants Bureau，New York，1977.