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我院符慧山教授在磁重联研究领域取得重要突破

2016年09月12日 14:27
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近日,我院空间科学研究所符慧山教授在磁重联研究领域取得重要突破,相关研究成果(How to find magnetic nulls and reconstruct field topology with MMS data?)成功登上国际空间物理学界权威期刊JGR (Journal of Geophysical Research)封面。

磁场重联是自然界中能量转换和释放的一个基本物理过程,是空间物理学、天体物理学、和等离子体物理学中最具有挑战性的问题之一,也是当前国际上空间科学的前沿课题。磁场重联在太阳耀斑爆发、日冕物质抛射、磁层亚暴,以及太阳风能量向地球空间的传输过程中起着决定性的作用。美国宇航局(NASA)于今年3月发射了MMS卫星探测计划。该计划包括4颗卫星,耗资8.5亿美元,其目标就是了解磁场重联的产生机制,以及发生在磁场重联过程中磁零点附近的物理过程。 所谓磁场重联,简单来说就是方向相反的两根磁力线相互靠近,断开并重新连接的过程。在此过程中磁场的能量转化为粒子的动能和热能。磁场重联的核心区域就在磁零点附近。因此空间探测中发现磁零点是研究磁场重联触发过程的重要条件。对磁零点的性质和拓扑结构的研究能够帮助人们更好的了解磁重联中的能量转换过程。经过近半个多世纪的研究,包括中国学者在内的科学家们在关于磁零点研究方面已经取得了很多重要成果。然而,到目前为止,还没有一个很好的方法能用来发现小尺度卫星(如MMS)测量中的磁零点。

此次符慧山教授等人经过三年努力,成功研制出了一种新的发现磁零点的方法(命名为FOTE)。该方法与以前的方法相比具有重要突破,它不仅能够用于大尺度的卫星(如欧洲空间局的Cluster),也能够用在小尺度的卫星(如美国宇航局的MMS)上。它既可以用来寻找卫星附近的磁零点,还可以用来重构磁零点的拓扑结构。该方法将大大推动磁场重联领域的相关研究工作。

本研究工作受到国家自然科学基金41431071, 41404133启动经费的支持。

原文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2015JA021082/full

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