《無碰撞磁重聯中的電場結構和靜電波動》是依託中國科學技術大學，由陸全明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：無碰撞磁重聯中的電場結構和靜電波動
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陸全明
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
磁重聯提供了一種快速將磁場能量轉化為電漿動能和熱能的物理機制，它和空間電漿中的許多爆發現象，如磁層亞暴、太陽耀斑等，密切相關。但是在磁重聯中，電場無論是在將磁場能量耗散成電漿動能和熱能，還是帶電粒子的加速過程中，都起著關鍵性的作用。另外，在無碰撞磁重聯的擴散區還存在著各種靜電波動，如低混雜波和靜電孤立結構等，它們和重聯中的電子動力學行為密切相關，並可能導致了磁重聯的觸發。本項目擬採用粒子模擬方法，並結合衛星觀測資料，研究無碰撞磁場重聯中垂直於重聯面的引導電場中電子運動項和壓力張量項的產生和增長機制，揭示它們在將磁場能量耗散成電漿動能和熱能以及帶電粒子加速過程中的作用，並在此基礎上討論重聯平面內Hall電場的產生機制。此外，靜電波動在無碰撞磁重聯中產生的物理機制，以及它們和電子動力學行為之間的關係也是本項目的研究重點，我們還將進一步揭示它們和磁重聯觸發之間的關係。
結題摘要
磁重聯提供了一種快速將磁場能量轉化為電漿動能和熱能的物理機制，它和空間電漿中的許多爆發現象，如磁層亞暴、太陽耀斑等，密切相關。但是在磁重聯中，電場無論是在將磁場能量耗散成電漿動能和熱能，還是帶電粒子的加速過程中，都起著關鍵性的作用。我們通過粒子模擬方法，研究了無碰撞重聯中重聯電場的快速增長機制，提出了一種自增長的理論模型來解釋重聯點附近的電子壓力梯度項和遠離重聯點處的電子運動項的快速增長，並發現上述兩項在重聯過程中呈指數增長，並且後者的增長率是前者的兩倍；在分離線區域的靜電孤立結構是由於bump-on-tail不穩定性產生的，這種不穩定性首先激發準單色的靜電波，這些靜電波快速增長進入非線性演化階段，相互合併，最後形成靜電孤立結構。通過衛星觀測資料，在重聯擴散區的磁通量管的邊緣和中心都發現了低混雜波，並且中心的低混雜波可能是邊緣激發後傳進去的，表明低混雜波確有可能提供了觸發磁重聯的物理機制。
