Qu'est-ce que accélération de fermi ?

L'accélération de Fermi est un processus physique qui permet d'accélérer les particules chargées, comme les électrons, les protons ou les noyaux atomiques, à des énergies très élevées. C'est un des mécanismes les plus importants qui permet aux particules de gagner une énergie cinétique significative dans des environnements astrophysiques extrêmes tels que les supernovae, les trous noirs ou les pulsars.

Le processus d'accélération de Fermi a été proposé pour la première fois par le physicien italien Enrico Fermi dans les années 1940 dans le but d'expliquer l'origine de la formation des rayons cosmiques. Les rayons cosmiques sont des particules chargées d'origine extraterrestre qui bombardent en permanence la Terre à des énergies extrêmement élevées.

Selon le mécanisme d'accélération de Fermi, lorsqu'une particule chargée se déplace dans un milieu magnétisé, elle peut être accélérée à des énergies plus élevées en interagissant avec les champs magnétiques présents. L'accélération peut se produire de deux manières principales :

1. Accélération de premier ordre : Ce processus implique l'interaction d'une particule chargée avec un champ magnétique inhomogène. Lorsque la particule traverse une région où le champ magnétique est plus intense, elle est déviée de sa trajectoire initiale et gagne de l'énergie en même temps. Ce processus peut se produire de manière répétée, permettant à la particule de gagner continuellement de l'énergie cinétique.

2. Accélération de second ordre : Ce processus est également connu sous le nom de diffusion de Fermi. Il implique l'interaction d'une particule chargée avec des fluctuations aléatoires du champ magnétique. Lorsque la particule est diffusée par ces fluctuations, elle peut gagner ou perdre de l'énergie cinétique. Cependant, l'effet global de ce processus est une augmentation de l'énergie de la particule.

L'accélération de Fermi joue un rôle crucial dans divers phénomènes astrophysiques tels que les jets de plasma émis par les trous noirs supermassifs, les sursauts gamma, les émissions radio des pulsars, etc. Comprendre ce processus est essentiel pour expliquer l'origine de certains phénomènes cosmiques énergétiques et pour étudier les différentes manifestations de l'univers en termes de particules chargées hautement énergétiques.