О причине переменности спектра космических лучей в области "колена"

Исследовались энергетические спектры (ЭС) потоков космических лучей (КЛ) ядер H, He, Si, Fe с величиной отношения энергии ядра к заряду () в диапазоне от 10 ГэВ до 5 × 107 ГэВ. Использовались опубликованные данные наблюдений для различных диапазонов ЭС и в различное время: AMS-02, CREAM, Tibet ASγ, Tibet (hybrid), GRAPES-3, KASCADE, KASCADE-GRANDE. При сравнении потоков ядер H и He КЛ по данным KASCADE и KASCADE-GRANDE (для различных моделей восстановления спектров КЛ) с данными Tibet Asγ и Tibet (hybrid) полученными в другое время в области ~ 3 × 106 ГэВ наблюдается переменность потока КЛ, обусловленная космической погодой. Наиболее отчетливо эта особенность ЭС КЛ в Tibet ASγ данных наблюдается в спектрах более тяжелых ядер Si и Fe по данным KASCADE-GRANDE и GRAPES-3, а также на примере экспериментов Yakutsk EAS, CASA-BLANCA, Tibet-III. Показано существование переменности в ЭС всех КЛ в окрестности “колена”. Переменность потока КЛ на временной шкале порядка нескольких лет возможна только, если источник, соответствующий пику ЭС, находится на расстоянии не далее, чем 1 пк. Быстрое серфотронное ускорение КЛ может быть результатом столкновения ближайших к Солнцу межзвездных облаков (LIC и G) и позволяет объяснить переменность спектра КЛ в диапазоне 103 ГэВ < < 108 ГэВ. Использование быстрого серфотронного механизма ускорения может обьяснить такую динамику для ближайших к Солнцу сталкивающихся межзвездных облаков (LIC и G). Это позволяет обьяснить переменность спектра КЛ в диапазоне 103 ГэВ < < 108 ГэВ. На основе численных расчетов проведен анализ условий захвата сильнорелятивистских ядер железа волной, динамики компонент скорости и импульса частицы, зависимости темпа ее ускорения от исходных параметров задачи. Исследована структура фазовой плоскости ускоряемого ядра железа. Сформулированы оптимальные условия для реализации ультрарелятивистского серфотронного ускорения ядер Fe электромагнитной волной.