On the acceleration of ultra-high-energy cosmic rays
On the acceleration of ultra-high-energy cosmic rays
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论超高能宇宙射线的加速
DOI：
10.1098/rsta.2008.0204
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发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
F. Fraschetti
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
F. Fraschetti
超高能宇宙射线（uhecr）以超过1018电子伏特的能量撞击地球大气层。这相当于一个以100 km h - 1的速度运动的网球所携带的能量，但它集中在一个亚原子粒子上。uhecr非常罕见（ebbb1020ev的粒子通量为每世纪0.5 km−2），在过去的50年里，只有少数这样的粒子被探测到。最近，HiRes和Auger实验报告了在UHECR光谱中发现了一个高能截止点，并且Auger发现了一个明显的最高能量事件聚集在附近的活动星系核上。人们一致认为，能量最高的粒子在这些天体的射电明亮的叶内被加速，但目前尚不清楚这到底是如何发生的，以及这种切断是由于传播效应还是反映了加速过程的内在物理限制。低事件统计目前允许许多不同的似是而非的模型；然而，观察结果开始对它们施加强烈的限制。这些观察结果也促使人们提出可能涉及新物理学的建议。本文综述了与超高频辐射传播和加速过程相关的关键理论和观测问题，并提出了解决方案。
Ultra-high-energy cosmic rays (UHECRs) hit the Earth's atmosphere with energies exceeding 1018 eV. This is the same energy as carried by a tennis ball moving at 100 km h−1, but concentrated on a subatomic particle. UHECRs are so rare (the flux of particles with E>1020 eV is 0.5 km−2 per century) that only a few such particles have been detected over the past 50 years. Recently, the HiRes and Auger experiments have reported the discovery of a high-energy cut-off in the UHECR spectrum, and Auger has found an apparent clustering of the highest energy events towards nearby active galactic nuclei. Consensus is building that the highest energy particles are accelerated within the radio-bright lobes of these objects, but it remains unclear how this actually happens, and whether the cut-off is due to propagation effects or reflects an intrinsically physical limitation of the acceleration process. The low event statistics presently allows for many different plausible models; nevertheless observations are beginning to impose strong constraints on them. These observations have also motivated suggestions that new physics may be implicated. We present a review of the key theoretical and observational issues related to the processes of propagation and acceleration of UHECRs and proposed solutions.
影响因子：
8.6
作者：
J. Abraham;P. Abreu;M. Aglietta;C. Aguirre;D. Allard;I. Allekotte;J. Allen;P. Allison;J. Alvarez-Muñiz;M. Ambrosio;L. Anchordoqui;S. Andringa;A. Anzalone;C. Aramo;S. Argirò;K. Arisaka;E. Armengaud;F. Arneodo;F. Arqueros;T. Asch;Hernán Asorey;P. Assis;B. S. Atulugama;J. Aublin;M. Ave;G. Avila;T. Bäcker;D. Badagnani;A. F. Barbosa;D. Barnhill;S. Barroso;B. Baughman;P. Bauleo;J. Beatty;T. Beau;B. Becker;K. Becker;J. Bellido;S. BenZvi;C. Bérat;T. Bergmann;P. Bernardini;X. Bertou;P. Biermann;P. Billoir;O. Blanch-Bigas;F. Blanco;P. Blasi;C. Bleve;H. Blümer;M. Boháčová;C. Bonifazi;R. Bonino;J. Brack;P. Brogueira;W. C. Brown;P. Buchholz;A. Bueno;R. Burton;N. Busca;K. Caballero-Mora;B. Cai;D. Camin;L. Caramete;R. Caruso;W. Carvalho;A. Castellina;O. Catalano;G. Cataldi;L. Cazon;R. Cester;J. Chauvin;A. Chiavassa;J. Chinellato;A. Chou;J. Chudoba;J. Chye;P. Clark;R. Clay;E. Colombo;R. Conceição;B. Connolly;F. Contreras;J. Coppens;A. Cordier;U. Cotti;S. Coutu;C. Covault;A. Creusot;A. Criss;J. Cronin;A. Curuţiu;S. Dagoret-Campagne;K. Daumiller;B. Dawson;R. D. de Almeida;C. De Donato;S. de Jong;G. de la Vega;W. D. M. Junior;J. D. M. Neto;I. De Mitri;V. de Souza;L. Del Peral;O. Deligny;A. Della Selva;C. Fratte;H. Dembinski;C. Di Giulio;J. Diaz;P. Diep;C. Dobrigkeit;J. D'Olivo;P. N. Dong;D. Dornic;A. Dorofeev;J. D. dos Anjos;M. Dova;D. D’Urso;I. Duţan;M. DuVernois;R. Engel;L. Epele;M. Erdmann;C. Escobar;A. Etchegoyen;P. F. S. Luis;H. Falcke;G. Farrar;A. Fauth;N. Fazzini;F. Ferrer;A. Ferrero;B. Fick;A. Filevich;A. Filipčič;I. Fleck;C. Fracchiolla;W. Fulgione;B. Garcia;D. Gámez;D. García-Pinto;X. Garrido;H. Geenen;G. Gelmini;H. Gemmeke;P. Ghia;M. Giller;H. Glass;M. Gold;G. Golup;F. G. Albarracín;M. G. Berisso;P. Gonçalves;M. do Amaral;D. Gonzalez;J. G. Gonzalez;M. González;D. Góra;A. Gorgi;P. Gouffon;V. Grassi;A. Grillo;C. Grunfeld;Y. Guardincerri;F. Guarino;G. Guedes;J. Gutiérrez;J. Hague;V. Halenka;J. Hamilton;P. Hansen;D. Harari;S. Harmsma;J. Harton;A. Haungs;T. Hauschildt;M. Healy;T. Hebbeker;G. Hebrero;D. Heck;C. Hojvat;V. C. Holmes;P. Homola;J. Hörandel;A. Horneffer;M. Hrabovsky;T. Huege;M. Hussain;M. Iarlori;A. Insolia;F. Ionita;A. Italiano;M. Kaducak;K. Kampert;T. Karova;P. Kasper;B. Kégl;B. Keilhauer;E. Kemp;R. Kieckhafer;H. Klages;M. Kleifges;J. Kleinfeller;R. Knapik;J. Knapp;D. Koang;A. Krieger;O. Krömer;D. Kuempel;N. Kunka;A. Kusenko;G. La Rosa;C. Lachaud;B. Lago;D. Lebrun;P. Lebrun;J. Lee;M. D. de Oliveira;A. Letessier-Selvon;M. Leuthold;I. Lhenry-Yvon;R. Lopez;Á. Agüera;J. L. Bahilo;A. Lucero;R. García;M. Maccarone;C. Macolino;S. Maldera;G. Mancarella;M. Manceñido;D. Mandát;P. Mantsch;A. Mariazzi;I. Mariş;H. M. Falcon;D. Martello;J. Martinez;O. M. Bravo;H. Mathes;J. Matthews;J. Matthews;G. Matthiae;D. Maurizio;P. Mazur;T. McCauley;M. Mcewen;R. Mcneil;M. Medina;G. Medina-Tanco;D. Melo;E. Menichetti;A. Menschikov;C. Meurer;R. Meyhandan;M. Micheletti;G. Miele;W. Miller;S. Mollerach;M. Monasor;D. Ragaigne;F. Montanet;B. Morales;C. Morello;J. Moreno;C. Morris;M. Mostafá;M. Muller;R. Mussa;G. Navarra;J. Navarro;S. Navas;P. Nečesal;L. Nellen;C. Newman-Holmes;D. Newton;P. T. Nhung;N. Nierstenhoefer;D. Nitz;D. Nosek;L. Nožka;J. Oehlschläger;T. Ohnuki;A. Olinto;V. Olmos-Gilbaja;M. Ortiz;F. Ortolani;S. Ostapchenko;L. Otero;N. Pacheco;D. P. Selmi-Dei;M. Palatka;J. Pallotta;G. Parente;É. Parizot;S. Parlati;S. Pastor;M. Patel;T. Paul;V. Pavlidou;K. Payet;M. Pech;J. Pȩkala;R. Pelayo;I. Pepe;L. Perrone;R. Pesce;S. Petrera;P. Petrinca;Y. Petrov;A. Pichel;R. Piegaia;T. Pierog;M. Pimenta;T. Pinto;V. Pirronello;O. Pisanti;M. Platino;J. Pochon;P. Privitera;M. Prouza;E. Quel;J. Rautenberg;A. Redondo;S. Reucroft;B. Revenu;F. Rezende;J. Řídký;S. Riggi;M. Risse;C. Rivière;V. Rizi;M. Roberts;C. Robledo;G. Rodriguez;J. Martino;J. Rojo;I. Rodríguez-Cabo;M. Rodríguez-Frías;G. Ros;J. Rosado;M. Roth;B. Rouillé-d’Orfeuil;E. Roulet;A. Rovero;F. Salamida;H. Salazar;G. Salina;F. Sánchez;M. Santander;C. E. Santo;E. Santos;F. Sarazin;S. Sarkar;R. Sato;V. Scherini;H. Schieler;A. Schmidt;F. Schmidt;T. Schmidt;O. Scholten;P. Schovánek;F. Schroeder;S. Schulte;F. Schüssler;S. Sciutto;M. Scuderi;A. Segreto;D. Semikoz;M. Settimo;R. Shellard;I. Sidelnik;B. B. Siffert-B.;G. Sigl;N. Grande;A. Śmiałkowski;R. Šmída;A. Smith;B. Smith;G. Snow;P. Sokolsky;P. Sommers;J. Sorokin;H. Spinka;R. Squartini;E. Strazzeri;A. Stutz;F. Suarez;T. Suomijärvi;A. Supanitsky;M. Sutherland;J. Swain;Z. Szadkowski;J. Takahashi;A. Tamashiro;A. Tamburro;T. Tarutina;O. Tascau;R. Tcaciuc;N. T. Thao;D. Thomas;R. Ticona;J. Tiffenberg;C. Timmermans;W. Tkaczyk;C. T. Peixoto;B. Tomé;A. Tonachini;I. Torres;P. Trávníček;A. Tripathi;G. Tristram;D. Tscherniakhovski;V. Tuci;M. Tueros;V. Tunnicliffe;R. Ulrich;M. Unger;M. Urban;J. F. V. Galicia;I. Valiño;L. Valore;A. M. van den Berg;V. Van Elewyck;R. Vazquez;D. Veberič;A. Veiga;A. Velarde;T. Venters;V. Verzi;M. Videla;L. Villaseñor;S. Vorobiov;L. Voyvodic;H. Wahlberg;P. Wahrlich;O. Wainberg;P. Walker;D. Warner;A. Watson;S. Westerhoff;G. Wieczorek;L. Wiencke;B. Wilczynska;H. Wilczynski;C. Wileman;M. G. Winnick;H. Wu;B. Wundheiler;T. Yamamoto;P. Younk;E. Zas;D. Zavrtanik;M. Zavrtanik;I. Zaw;A. Zepeda;M. Ziolkowski
通讯作者：
J. Abraham;P. Abreu;M. Aglietta;C. Aguirre;D. Allard;I. Allekotte;J. Allen;P. Allison;J. Alvarez-Muñiz;M. Ambrosio;L. Anchordoqui;S. Andringa;A. Anzalone;C. Aramo;S. Argirò;K. Arisaka;E. Armengaud;F. Arneodo;F. Arqueros;T. Asch;Hernán Asorey;P. Assis;B. S. Atulugama;J. Aublin;M. Ave;G. Avila;T. Bäcker;D. Badagnani;A. F. Barbosa;D. Barnhill;S. Barroso;B. Baughman;P. Bauleo;J. Beatty;T. Beau;B. Becker;K. Becker;J. Bellido;S. BenZvi;C. Bérat;T. Bergmann;P. Bernardini;X. Bertou;P. Biermann;P. Billoir;O. Blanch-Bigas;F. Blanco;P. Blasi;C. Bleve;H. Blümer;M. Boháčová;C. Bonifazi;R. Bonino;J. Brack;P. Brogueira;W. C. Brown;P. Buchholz;A. Bueno;R. Burton;N. Busca;K. Caballero-Mora;B. Cai;D. Camin;L. Caramete;R. Caruso;W. Carvalho;A. Castellina;O. Catalano;G. Cataldi;L. Cazon;R. Cester;J. Chauvin;A. Chiavassa;J. Chinellato;A. Chou;J. Chudoba;J. Chye;P. Clark;R. Clay;E. Colombo;R. Conceição;B. Connolly;F. Contreras;J. Coppens;A. Cordier;U. Cotti;S. Coutu;C. Covault;A. Creusot;A. Criss;J. Cronin;A. Curuţiu;S. Dagoret-Campagne;K. Daumiller;B. Dawson;R. D. de Almeida;C. De Donato;S. de Jong;G. de la Vega;W. D. M. Junior;J. D. M. Neto;I. De Mitri;V. de Souza;L. Del Peral;O. Deligny;A. Della Selva;C. Fratte;H. Dembinski;C. Di Giulio;J. Diaz;P. Diep;C. Dobrigkeit;J. D'Olivo;P. N. Dong;D. Dornic;A. Dorofeev;J. D. dos Anjos;M. Dova;D. D’Urso;I. Duţan;M. DuVernois;R. Engel;L. Epele;M. Erdmann;C. Escobar;A. Etchegoyen;P. F. S. Luis;H. Falcke;G. Farrar;A. Fauth;N. Fazzini;F. Ferrer;A. Ferrero;B. Fick;A. Filevich;A. Filipčič;I. Fleck;C. Fracchiolla;W. Fulgione;B. Garcia;D. Gámez;D. García-Pinto;X. Garrido;H. Geenen;G. Gelmini;H. Gemmeke;P. Ghia;M. Giller;H. Glass;M. Gold;G. Golup;F. G. Albarracín;M. G. Berisso;P. Gonçalves;M. do Amaral;D. Gonzalez;J. G. Gonzalez;M. González;D. Góra;A. Gorgi;P. Gouffon;V. Grassi;A. Grillo;C. Grunfeld;Y. Guardincerri;F. Guarino;G. Guedes;J. Gutiérrez;J. Hague;V. Halenka;J. Hamilton;P. Hansen;D. Harari;S. Harmsma;J. Harton;A. Haungs;T. Hauschildt;M. Healy;T. Hebbeker;G. Hebrero;D. Heck;C. Hojvat;V. C. Holmes;P. Homola;J. Hörandel;A. Horneffer;M. Hrabovsky;T. Huege;M. Hussain;M. Iarlori;A. Insolia;F. Ionita;A. Italiano;M. Kaducak;K. Kampert;T. Karova;P. Kasper;B. Kégl;B. Keilhauer;E. Kemp;R. Kieckhafer;H. Klages;M. Kleifges;J. Kleinfeller;R. Knapik;J. Knapp;D. Koang;A. Krieger;O. Krömer;D. Kuempel;N. Kunka;A. Kusenko;G. La Rosa;C. Lachaud;B. Lago;D. Lebrun;P. Lebrun;J. Lee;M. D. de Oliveira;A. Letessier-Selvon;M. Leuthold;I. Lhenry-Yvon;R. Lopez;Á. Agüera;J. L. Bahilo;A. Lucero;R. García;M. Maccarone;C. Macolino;S. Maldera;G. Mancarella;M. Manceñido;D. Mandát;P. Mantsch;A. Mariazzi;I. Mariş;H. M. Falcon;D. Martello;J. Martinez;O. M. Bravo;H. Mathes;J. Matthews;J. Matthews;G. Matthiae;D. Maurizio;P. Mazur;T. McCauley;M. Mcewen;R. Mcneil;M. Medina;G. Medina-Tanco;D. Melo;E. Menichetti;A. Menschikov;C. Meurer;R. Meyhandan;M. Micheletti;G. Miele;W. Miller;S. Mollerach;M. Monasor;D. Ragaigne;F. Montanet;B. Morales;C. Morello;J. Moreno;C. Morris;M. Mostafá;M. Muller;R. Mussa;G. Navarra;J. Navarro;S. Navas;P. Nečesal;L. Nellen;C. Newman-Holmes;D. Newton;P. T. Nhung;N. Nierstenhoefer;D. Nitz;D. Nosek;L. Nožka;J. Oehlschläger;T. Ohnuki;A. Olinto;V. Olmos-Gilbaja;M. Ortiz;F. Ortolani;S. Ostapchenko;L. Otero;N. Pacheco;D. P. Selmi-Dei;M. Palatka;J. Pallotta;G. Parente;É. Parizot;S. Parlati;S. Pastor;M. Patel;T. Paul;V. Pavlidou;K. Payet;M. Pech;J. Pȩkala;R. Pelayo;I. Pepe;L. Perrone;R. Pesce;S. Petrera;P. Petrinca;Y. Petrov;A. Pichel;R. Piegaia;T. Pierog;M. Pimenta;T. Pinto;V. Pirronello;O. Pisanti;M. Platino;J. Pochon;P. Privitera;M. Prouza;E. Quel;J. Rautenberg;A. Redondo;S. Reucroft;B. Revenu;F. Rezende;J. Řídký;S. Riggi;M. Risse;C. Rivière;V. Rizi;M. Roberts;C. Robledo;G. Rodriguez;J. Martino;J. Rojo;I. Rodríguez-Cabo;M. Rodríguez-Frías;G. Ros;J. Rosado;M. Roth;B. Rouillé-d’Orfeuil;E. Roulet;A. Rovero;F. Salamida;H. Salazar;G. Salina;F. Sánchez;M. Santander;C. E. Santo;E. Santos;F. Sarazin;S. Sarkar;R. Sato;V. Scherini;H. Schieler;A. Schmidt;F. Schmidt;T. Schmidt;O. Scholten;P. Schovánek;F. Schroeder;S. Schulte;F. Schüssler;S. Sciutto;M. Scuderi;A. Segreto;D. Semikoz;M. Settimo;R. Shellard;I. Sidelnik;B. B. Siffert-B.;G. Sigl;N. Grande;A. Śmiałkowski;R. Šmída;A. Smith;B. Smith;G. Snow;P. Sokolsky;P. Sommers;J. Sorokin;H. Spinka;R. Squartini;E. Strazzeri;A. Stutz;F. Suarez;T. Suomijärvi;A. Supanitsky;M. Sutherland;J. Swain;Z. Szadkowski;J. Takahashi;A. Tamashiro;A. Tamburro;T. Tarutina;O. Tascau;R. Tcaciuc;N. T. Thao;D. Thomas;R. Ticona;J. Tiffenberg;C. Timmermans;W. Tkaczyk;C. T. Peixoto;B. Tomé;A. Tonachini;I. Torres;P. Trávníček;A. Tripathi;G. Tristram;D. Tscherniakhovski;V. Tuci;M. Tueros;V. Tunnicliffe;R. Ulrich;M. Unger;M. Urban;J. F. V. Galicia;I. Valiño;L. Valore;A. M. van den Berg;V. Van Elewyck;R. Vazquez;D. Veberič;A. Veiga;A. Velarde;T. Venters;V. Verzi;M. Videla;L. Villaseñor;S. Vorobiov;L. Voyvodic;H. Wahlberg;P. Wahrlich;O. Wainberg;P. Walker;D. Warner;A. Watson;S. Westerhoff;G. Wieczorek;L. Wiencke;B. Wilczynska;H. Wilczynski;C. Wileman;M. G. Winnick;H. Wu;B. Wundheiler;T. Yamamoto;P. Younk;E. Zas;D. Zavrtanik;M. Zavrtanik;I. Zaw;A. Zepeda;M. Ziolkowski