《磁重聯中的高能電子加速研究》是依託北京航空航天大學,由符慧山擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名:磁重聯中的高能電子加速研究
- 依託單位:北京航空航天大學
- 項目負責人:符慧山
- 項目類別:面上項目
- 負責人職稱:教授
- 批准號:41574153
- 研究期限:2016-01-01 至 2019-12-31
- 申請代碼:D0411
- 支持經費:70(萬元)
《磁重聯中的高能電子加速研究》是依託北京航空航天大學,由符慧山擔任項目負責人的面上項目。
《磁重聯中的高能電子加速研究》是依託北京航空航天大學,由符慧山擔任項目負責人的面上項目。項目摘要磁重聯是電漿物理中能量轉換的一個基本過程,它和自然界中很多爆發性現象(如太陽耀斑、日冕物質拋射、伽馬射線暴、磁層亞暴、 ...
《伴隨地球磁尾磁場重聯的電子加速研究》是依託武漢大學,由黃獅勇擔任項目負責人的青年科學基金項目。項目摘要 磁場重聯作為日地空間電漿中一種非常重要的能量快速釋放方式而倍受關注,它能夠在短時間內把磁場的能量快速地轉換為電漿的動能和熱能,從而加速和加熱粒子。伴隨磁場重聯經常有高能電子產生,它是重聯...
《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。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...
《無碰撞磁場重聯中的電漿波動及電子加速》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。中文摘要 磁場重聯是一種將磁場能量快速地轉化為電漿動能和熱能的過程,早期提出的磁場重聯模型都是基於磁流體力學方程的,能量的耗散是通過電阻實現的,Alfven波在其中起著重要的作用。但實際的空間等離子...
如果這個電場夠強大,電子和離子就會被加速到某種程度,足以脫離熾熱的電漿。高溫和高能粒子,這正是太陽耀斑的組成部分。可惜,這種簡潔的解釋沒能很好地經受住精細的檢查。因為日冕中的電阻通常相當低——低到無法解釋太陽耀斑增亮時的爆發速率。而且,就算電阻較高,所需的磁場能量如何能集中在一個地方,又如何...
此外,近來Cluster衛星在磁尾的觀測表明,重聯磁島內部高能電子通量會有明顯增加。然而,多重X線重聯過程中磁島結構及其合併對能量耗散以及電子加速的影響,都有待進一步研究。本項目擬採用二維的全粒子模擬方法,對多重X線重聯過程中磁島的產生、結構的演化及合併進行研究,揭示這些過程中的電子動力學行為。結題摘要 ...
《無碰撞磁重聯中電子動力學的理論和實驗室研究》是依託中國科學技術大學,由陸全明擔任項目負責人的重點項目。中文摘要 磁重聯是指電漿電流片中磁力線自發或被強迫斷開和重新聯接的過程,它提供了一種將磁場能量快速轉化為電漿動能和熱能的物理機制。磁重聯和空間電漿中的許多爆發現象,如磁層亞暴、太陽...
獲得1.2MeV加速電子能譜,並且提出單純的磁重聯加速機制不能加速高能電子(3)利用X射線分幅相機測量了雷射驅動磁重聯的入流速度以及發生重聯作用的時標等(4)在標度變換理論模型下模擬了日地空間磁重聯現象。這些成果對理解電漿基本物理問題磁重聯提供新的途徑,同時為構建天體磁重聯模型提供實驗參考。
磁場重聯是耀斑粒子加速的重要機制。套用數值模擬(粒子模擬和混合模擬)方法,研究了磁場重聯過程中帶電粒子加速和加熱,以及低頻波與帶電粒子的相互作用。粒子模擬結果表明,平行電場和Fermi機制對電子加速起主要作用;高能電子呈現為冪律譜分布。隨著電子能量的增加,平行電場和Fermi機制的加速效率更高。磁場重聯中電子...
本項目擬通過選取一些特殊的電磁場結構為研究對象,從理論分析和數值模擬兩方面入手,深入了解他們的產生、形成和對電漿的主要能化作用機制,從而有助於我們了解磁場重聯產生的高能帶電粒子和非熱帶電粒子以及非平衡態的速度分布函式。結題摘要 磁場重聯是許多空間爆發現象的能量來源,是影響空間環境和空間天氣的...
《空間電漿中磁場重聯和粒子加速的理論研究》是依託中國科學技術大學,由王水擔任項目負責人的專項基金項目。中文摘要 空間電漿物理量是空間物理與電漿物理的交叉分支學科。磁場重聯和粒子加速是空間電漿物理中重要的基礎研究課題。本項目擬結合典型空間物理現象,將空間電漿微觀過程和巨觀過程結合起來,...
主要研究成果包括:(i) 發現重聯產生的高能電子率與重聯出流速度有正相關性,且地向流中的高能電子率遠大於尾向流;(ii)通過模擬找到了磁通量繩合併的可觀測證據,在此基礎上在觀測上證實了大尺度磁通量繩可以合併而且在這一過程中釋放大量磁能;(iii)證實了磁重聯過程中產生的電子剪下流激發的K-H不穩定性...
本文基於Cluster衛星在近地空間中的觀測數據,針對磁場重聯:分析了在高β弱導向場情況下重聯區的低頻波動特性,重聯過程中高能電子的加速機制和與重聯相關的結構(包括磁通量管和偶極化鋒面)的特性;針對空間電漿湍流:研究了高速重聯jet的湍流特性,太陽風湍流在離子尺度的特徵,太陽風及磁鞘湍流在電子尺度的...
相關研究 傳統上認為磁重聯發生在離子趨膚深度尺度的一個小“擴散區”內。這個區域一般遵循雙流體的圖像,但其邊界上合併的反平行磁力線可能存在強烈的波動,使得其內部出現如X線和O線的典型精細結構。在磁重聯期間,磁力線“斷裂”和“重聯”,並釋放大量的能量,在太陽上以硬X射線的形式或在磁尾以高能電子的形式...
使之適應包含初始引導場和多重X線的複雜Hall動力學和電子慣性效應研究。我們將通過資料分析了解無碰撞磁重聯的觀測特徵,以此為基礎開展以下研究:1研究單X線Hall MHD重聯中密度排空層效應,考慮初始引導場,深入研究單X線Hall MHD重聯動力學特徵及有關參量的分布特點,採用數值模擬與解析方法,研究具有不同引導場的重...
觀測顯示,導致重聯觸發的原因並不是壓縮效應,我們根據上下游衛星在有和沒有重聯的電流片同一個電流片裡面觀測到的不同的高能離子和超熱電子的情況,提出了高能離子和超熱電子觸發磁重聯的潛在機制。這個機制有可能解釋太陽日冕中一個太陽爆發事件誘發其他爆發事件隨後發生的情況。因此,我們的研究結果不僅解決了上述...
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...
在考慮粒子的傳播效應後,我們進一步研究了脈衝型太陽高能粒子事件的電子和離子在太陽上的釋放,探索了這些粒子的加速機制和過程。我們還利用BD衛星上的IES儀器在地球磁層高緯區域中觀測到行星際高能電子,這表明行星際高能電子可以通過中/高緯磁重聯有效地進入地球磁層,向磁層提供高能電子。最後,我們通過數值模擬研究...
此外,引導場磁場重聯中,擴散區內部可能會生成多個小尺度結構(例如:次級磁通量繩、密度空穴等),從而影響重聯率和電子加速等。本項目擬採用衛星在地球磁層頂和磁尾一個太陽活動周的觀測數據,系統地研究重聯擴散區結構和粒子分布特徵隨引導場變化而演化的物理規律、以及強引導場重聯中擴散區內部典型特徵(包括...
磁重聯 磁重聯是自然界一種重要的物理現象,在太陽物理、地球的磁層物理以及實驗室和宇宙中得到廣泛的研究和套用。磁重聯導致了磁場拓撲結構發生改變,將磁能轉化為電漿的動能和熱能,並加速電漿中的部分帶電粒子。在太陽爆發過程中形成的大尺度電流片內部包含了眾多尺度不等的電漿團,其巨觀表現就是發生...
我們將結合不同的行星際條件,研究能量粒子特性,尤其是高能粒子(>1MeV),粒子加速和損失機制,土星眾多衛星和土星環對輻射帶粒子傳輸的影響;對Whistler mode chorus wave的觀測做細緻的事件分析和統計,研究chorus在磁赤道附近以及偏離磁赤道之後都是如何傳播的,具體機制是什麼,chorus波在電子俯仰角散射中的作用,...
第3章和第4章分別討論重聯過程中帶電粒子和波動的特性,第5章提供磁場重聯的觀測和實驗證據。圖書目錄 前言 符號表 第1章緒論 第2章無碰撞磁場重聯的數值模擬 第3章磁場重聯中帶電粒子加速和加熱 第4章磁場重聯中的低頻波 第5章空間和實驗室電漿中的磁場重聯 漢英名 詞對照 ...
《磁重聯區模轉換與波激發與傳播研究》是依託北京大學,由王曉鋼擔任項目負責人的面上項目。項目摘要 由於石墨烯獨特的能帶結構,其中的電子滿足無質量狄拉克粒子特徵,因而電學性質是石墨烯最有特色的性質之一。經過近10年的研究,人們對其中電子的性質已經有了比較清楚的了解。儘管石墨烯表現出很多優異的電學性質,對於...
(5)周國成,吳京生,《太陽風裡高能電子自發輻射的朗繆爾(Langmuir)波》,1999年1月,世界華人重大科學技術成果(No.203888)。(6)周國成,王德駒,曹晉濱,蔡春林,金長文,李陽,宗秋剛,李羅權,《低緯磁鞘-磁層過渡區的多層結構穩定性和輸運理論》,1999年11月,中國科學院院級重要成果。榮譽表彰 (1)周國成...
發現慢磁聲激波不能有效抬升過渡區;(3)在磁重聯驅動的太陽風源區進行了測試粒子模擬,發現重聯區對流電場能夠加速電子,產生與觀測一致的超暈電子能譜;(4)模擬日冕剪下磁拱與背景開放場重聯,同時激發快磁聲波、慢磁聲波和阿爾芬波; (二)觀測分析太陽風源區的重聯率、外流的間歇加速特徵: (5)觀測得到...
引起高層大氣密度增加;高層大氣密度、成分和風場的變化,會引起電離層暴;磁層劇烈擾動時,磁尾中的熱電漿被加速向地球方向運動,形成熱電漿注入;帶電粒子沿磁力線沉降,轟擊高層大氣,形成絢爛多彩的極光;磁層擾動期間,磁層中的電子可能被加速至很高的能量,引起全球範圍的高能電子增強現象——高能電子暴。
Ⅳ型爆發是高能電子在磁場中迴轉而發出的輻射﹐即同步加速輻射。V 型爆發 與某些Ⅲ型爆發相伴發生的連續輻射。輻射頻帶較寬﹐強度較大(在150兆赫上﹐強度可達10央)﹐持續時間較短(0.5~5分鐘)。一般只發生在低頻(〈150兆赫)範圍內。大約10%的Ⅲ型爆發伴隨有Ⅴ型爆發。有關爆發頻譜特徵見太陽射電附圖。參...