Характерным свойством космической плазмы является наличие в ней процессов, приводящих к генерации (ускорению) быстрых заряженных частиц с энергией намного превышающей тепловую. Быстрые ускоренные частицы непосредственно регистрируются с помощью устройств, установленных на космических аппаратах, в различных областях межпланетного пространства, которое заполнено плазмой солнечного ветра. Их энергия в отдельных случаях достигает нескольких гигаэлектронвольт, что на несколько порядков превосходит характерную тепловую энергию плазмы. Одним из примеров такого рода могут служить солнечные космические лучи, которые генерируются во время вспышек на Солнце.
Наличие большого количества релятивистских заряженных частиц установлено методами радио-, рентгеновской и гамма-астрономии в различных астрофизических объектах, таких как остатки сверхновых звезд, радиогалактики и ряде других. Одним из наиболее ярких проявлений процессов ускорения являются галактические космические лучи.
Особенно интенсивные потоки надтепловых частиц наблюдаются на фронтах ударных волн. Причина наиболее общего характера состоит в том, что доминирующей формой энергии в межпланетной и межзвездной среде является кинетическая энергия сверхзвуковых крупномасштабных потоков плазмы, Взаимодействие этих потоков с окружающей средой приводит к образованию ударных волн, на фронтах которых энергия направленного движения трансформируется во внутреннюю энергию плазмы. Существенная часть этой энергии представлена в форме надтепловых частиц, спектр которых, имеющий степенную форму, простирается до энергий на много порядков превышающих среднюю тепловую энергию плазмы.
Правильное понимание природы популяций высокоэнергичных частиц на фронтах ударных волн стало возможным благодаря сделанному в ИКФИА открытию процесса регулярного ускорения (Крымский 1977, Доклады АН СССР, 234, 1306). Суть этого процесса иллюстрируется на Рис. 1, где схематически показан характер движения быстрой частица в окрестности ударного фронта.
Частица испытывает квазиупругие рассеяния на неоднородностях магнитного поля по обе стороны ударного фронта, что обуславливает диффузионный характер ее распространения, дающий возможность многократного пересечения ударного фронта. Движение среды, в особенности тот факт, что скорость натекания невозмущенной среды u₁ выше, чем скорость ее отекания u₂ от фронта после прохождения ударного фронта, обуславливает непрерывное увеличение величины энергии частицы.
Важной особенностью процесса регулярного ускорения является тот факт, что спектр ускоренных частиц, т.е. зависимость их функции распределения f(p) от величины импульса p, имеет универсальный степенной вид

не зависящий от каких бы то ни было свойств среды и целиком определяемый единственным параметром σ – степенью сжатия вещества на ударном фронте.В цикле работ выполненных в ИКФИА (см. Бережко, Крымский 1988, УФН, 154, 49; Бережко, Ёлшин, Крымский, Петухов 1988, Генерация космических лучей ударными волнами, Новосибирск: Наука), были исследованы свойства процесса регулярного ускорения и показана его определяющая роль в генерации потоков высокоэнергичных частиц в ряде астрофизических объектов, в частности, спектра галактических космических лучей, формируемого в остатках сверхновых. Ускорение космических лучей на остатках сверхновых (Видеоиллюстрация с WEB-страницы НАСА)