《伴隨偶極化鋒面的高能電子加速機制研究》是依託南昌大學，由周猛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：伴隨偶極化鋒面的高能電子加速機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周猛
- 依託單位：南昌大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
對地球磁尾高能電子產生機制的研究，有助於我們理解磁層能量釋放和傳輸過程，以及內磁層特別是輻射帶中高能電子的來源，對於空間天氣的預報和研究有重要意義。磁尾磁場重聯被認為是近磁尾高能電子的主要來源，但是狹小的擴散區能否提供大量電子的加速存在疑問。而最近的一系列研究表明，伴隨重聯的電子加速可能主要發生在遠離擴散區的下游高速流中。伴隨高速流的偶極化鋒面常常對應著高能電子通量的增強。本項目擬以Cluster和THEMIS衛星為主的多衛星觀測，結合全粒子模擬和大尺度試驗粒子模擬手段，揭示高速流中伴隨偶極化鋒面的能量釋放和傳輸機制，涉及從電子尺度到流體尺度的多尺度物理過程。主要研究內容包括：近磁尾發生電子加速的主要區域，偶極化鋒面沿晨昏方向的尺度和變化，鋒面附近的電場結構和特徵，鋒面的哪些參數決定了電子加速效率，Betatron和Fermi加速機制的效率，鋒面處的波粒相互作用過程等。
結題摘要
磁尾高能電子的產生機制一直是磁層物理研究的熱點問題之一。磁尾磁場重聯被認為是近磁尾高能電子的主要來源，但是狹小的擴散區能否提供大量電子的加速存在疑問。而最近的一系列研究表明，伴隨重聯的電子加速可能主要發生在遠離擴散區的偶極化鋒面附近。本項目利用Cluster和THEMIS衛星為主的多衛星觀測，結合全粒子模擬方法，重點研究了偶極化鋒面和電漿泡的電場、電流和高能電子特徵，鋒面處的波粒相互作用過程和伴隨磁場重聯的高能電子特徵和加速區域。主要研究成果包括：(i) 發現了一種新型的電漿泡，並在其中找到了高能電子加速的證據；(ii) 首次在偶極化鋒面發現了大幅度磁聲波的存在，這種大幅度電磁波能很快的加速並投擲角散射電子；(iii) 伴隨磁重聯的高能電子加速效率隨著出流流速的增加而增大，但是偶極化鋒面相對於磁重聯區內的其他結構對於電子加速並沒有顯著的優勢。本項目取得的研究成果有助於我們理解磁層能量釋放和傳輸過程，以及內磁層特別是輻射帶中高能電子的來源，對於空間天氣的研究和預報有重要的科學意義。本項目嚴格按照計畫書實行，進展順利，共發表SCI期刊收錄論文16篇，並在此基礎上申請獲批國家和省部級科技項目2項，其中包括一項國家優秀青年基金項目。
