宇宙線自宇宙線源出發經由長途的旅程到達地球,在漫長的傳播過程裡會
經過碰撞,分裂,磁場的散射等,它們是如何獲取能量的,一直成為人們研究
的課題. Drury and Volk(1981),McKenzie and Volk(1982)分別用兩流體
與三流體模型來探討這問題,得到一些結果.本文也是從一個合理的流體近
似角度來探討宇宙線的傳播問題,我們將電漿,宇宙線和阿耳文波看成流體
來處理.因為在本文考慮雙向的阿耳文波,其與宇宙線產生的二階費米效應
不可忽略.我們根據積分推導一類似`波成長方程式'的式子,如果只有單向
波的情形下我們可依據上游條件和電漿速度變化來預測阿耳文波振幅.為
了作我們模型方程組的特性和奇異點分析,我們將方程組寫成三階自主系
統,並將其在臨界點線性化.選取一包含焦點的解曲線組,這意味著必須在
尚未到達焦點前插入一不連續震波使能延伸至無窮遠.我們再將模型方程
組寫成六階自主系統的形式,可以看出二階費米效應會使電漿加速.我們發
現在某些條件下系統有超聲速的`階梯式'平滑躍遷,宇宙線獲得能量.有一
有趣情形是上游無宇宙線,但在下游宇宙線會`生'出來.我們用幾何方法計
算三流體系統的震波結構,知道在不連續震波後會產生二階費米效應,震波
後的邊界條件有可能是宇宙線壓力梯度不為零,但這問題還在研究中,尚未
得到肯定答案.