“磁场重联”理论基础研究领域取得重要突破

磁场重联是空间物理中的经典问题,它是太空等离子体中普遍存在的基本物理过程。太阳耀斑的爆发、日冕物质抛射的形成、太阳风-行星磁层在边界层的相互作用、行星磁尾蓄积能量的爆发等等,都是磁场重联的不同表现形式。磁重联触发通常在很小的重联区,但对宏观系统有全球尺度的影响。重联区的物理机制紧密关系着磁场重联的本质问题,2015年美国航空航天局(NASA)发射的大型科学卫星 MMS星簇, 首要科学目标就是磁场重联区里的物理机制。 空间天气学国家重点实验室(中国科学院国家空间科学中心)的戴磊和王赤等科研人员最近在磁场重联区的基础理论研究上取得突破,用自主提出的理论解释了NASA-MMS卫星在重联区的最新精细观测,研究发现,MMS的高精度测量验证了两个重要预言:1)霍尔电场大小由离子热压梯度决定;2)霍尔电场和霍尔磁场大小的比值落在几个阿尔芬速度的量级。这一理论解释了磁场重联区的霍尔效应,阐明了磁场重联区一系列其他观测事实,包括场向电流......阅读全文

“磁场重联”理论基础研究领域取得重要突破

   磁场重联是空间物理中的经典问题,它是太空等离子体中普遍存在的基本物理过程。太阳耀斑的爆发、日冕物质抛射的形成、太阳风-行星磁层在边界层的相互作用、行星磁尾蓄积能量的爆发等等,都是磁场重联的不同表现形式。磁重联触发通常在很小的重联区,但对宏观系统有全球尺度的影响。重联区的物理机制紧密关系着磁场重

研究发现磁场重联扩散区可演化为湍流态

磁场重联是一种基本的等离子体物理过程。该过程中,磁自由能被快速地释放而转化为等离子体动能和热能,并产生高能电子。由磁场重联产生的高能电子被认为是伽马射线爆,太阳耀斑,以及磁暴等现象的主要驱动原因。等离子体湍流是另一种基础的等离子体现象,广泛存在于空间等离子环境中。在等离子体湍流中,能量可以从大尺度输

磁层顶磁场重联的低混杂波研究取得进展

  由于地球磁层、磁鞘等离子体和磁场环境的差异,在地球磁层顶发生的磁场重联通常表现为非对称重联。非对称重联的较多特征与对称重联不同,其中之一即表现为低密度磁层一侧的低混杂波。这些低混杂波是由重联非对称性相关的密度梯度所带来的低混杂漂移不稳定性,或磁鞘离子由于有限回旋效应进入磁层带来的修正双流不稳定性

无碰撞磁重联中电子尺度的霍尔磁场分布被发现

  近日,中国科学技术大学近地空间环境重点实验室在磁重联研究方面取得新进展,实验室陆全明、王荣生课题组利用卫星观测数据首次发现了地球磁层顶磁重联区域的电子尺度的霍尔四极型磁场分布,并指出磁重联过程中某些区域同时存在着磁能的续存过程。该成果发表在最近一期的《物理评论快报》(Phys. Rev. Let

中国科大等首次发现金星磁层中存在磁场重联现象

  中国科学技术大学中国科学院近地空间环境重点实验室张铁龙教授等与奥地利及美国科学家合作,利用欧洲金星快车的磁场探测数据,首次在金星的诱发磁层中发现了磁场重联现象,研究成果发表在4月5日出版的国际权威学术期刊《科学》上。这一发现对金星大气演化和气候变化研究具有重要意义。   太阳

中科大在湍动磁场重联电子加速领域取得重要进展

近日,中国科学技术大学陆全明和王荣生研究团队,在湍动磁场重联电子加速研究领域取得重要进展。相关成果在线发表于《自然·通讯》(Nature Communications)。 论文第一作者为中科大博士生李新民,共同通讯作者为中科大地球和空间科学学院教授王荣生和陆全明。 基于地球磁层多尺度卫

地质地球所发现水星空间的强驱动磁场重联过程

  磁场重联是天体物理中普遍存在的一种能量快速释放的基本物理过程,也是太阳风向行星磁层传输物质和能量的重要机制。由于行星空间内部环境及太阳风条件的差异,太阳风通过磁场重联控制行星磁层的程度迥异,研究不同行星的磁场重联对于检验和深入理解地球磁层物理中的一些概念和理论,梳理行星磁层的一般变化规律,探索系

科学家发现行星际太阳风中的湍动磁场重联

中国科学技术大学地球和空间科学学院、深空探测实验室教授陆全明和王荣生研究团队,发现行星际太阳风中湍动磁场重联的直接证据,揭示了行星际太阳风中湍动磁场重联发生率和背景太阳风风速的关系,证实了湍动磁场重联可以有效地加速和加热行星际等离子体。在此基础上,通过统计研究发现行星际太阳风中湍动磁场重联是非常普遍

云南天文台NVST望远镜观测到滑动磁场重联新证据

  近期,中国科学院云南天文台申远灯等人使用抚仙湖一米新真空太阳望远镜(New Vacuum Solar Telescope; NVST)的高分辨观测数据首次报道了扇面-脊(fan-spine)磁场位形下圆形耀斑带的来回滑动运动现象,并指出该运动反映了扇面准分界层内的三维磁场重联精细物理过程。国际天

科学家首次观测到磁场重联释放磁扭缠的物理过程

  中国科学院云南天文台抚仙湖太阳观测与研究基地在活动区暗条爆发与小尺度磁重联关系方面取得研究进展,首次观测到磁重联可以释放磁纽缠这一新的物理现象。相关研究成果于近期在《自然·通讯》杂志上发表(Nature Communications, DOI:10.1038/NCOMMS11837)。该项工作主

自然子刊:地球磁尾磁场重联由电子动力学触发证据找到

  记者从中国科学技术大学获悉,该校的中科院近地空间环境重点实验室陆全明、王荣生研究团队,联合美国加州大学洛杉矶分校卢三博士和其他多家欧美科研机构,在地球磁尾磁场重联触发机制方面取得重要进展。他们结合MMS(磁层多尺度卫星)高分辨率观测资料和数值模拟,发现了地球磁尾磁场重联由电子动力学触发的证据。相

稳态强磁场实验装置:探索科学宝藏的“国之重器”

   2008年5月,由中科院合肥物质院强磁场科学中心承担的稳态强磁场实验装置项目启动;2011年7月,试验磁体通电测试成功;2016年11月,混合磁体大口径外超导磁体研制成功;2017年2月,专家组对混合磁体工艺测试完成验收;2017年9月27日,“稳态强磁场实验装置”通过国家验收,验收专家组给予

太阳低层大气磁重联研究取得前沿成果

  国际期刊《天体物理学杂志》最新刊登了一项中科院云南天文台在太阳低层大气磁重联理论方面的研究成果。  太阳物理理论研究团组副研究员倪蕾等人首次运用多流体磁流体模型,研究了太阳温度极小区附近弱电离、强磁场环境下的小尺度磁重联物理机制,进一步揭示了近几年运用太阳界面层成像光谱仪卫星和高分辨率的地面太阳

太阳大气振荡磁重联物理机制被揭示

记者3日从中国科学院云南天文台获悉,该台太阳爆发现象和日冕物质抛射(CME)研究团组首次通过辐射磁流体力学模拟研究,揭示了太阳大气中振荡磁重联现象的物理机制,为解释太阳耀斑等活动的周期性变化提供了全新理论模型,对理解太阳活动规律、助力空间天气预报具有重要意义。相关成果发表于《天体物理杂志》。磁重联是

新理论解释了快速磁重联背后的奥秘

  当相反方向的磁场线合并时,它们会产生可以释放大量能量的爆炸。在太阳上,相反的场线合并会导致太阳耀斑和日冕物质抛射,这些巨大的能量爆发可以在一天内传播到地球。  虽然磁重联的一般机制是已知的,但研究人员已经努力了半个多世纪来解释发生的快速能量释放背后的精确物理学。  发表在通讯物理学上的一项新的达

磁强计的磁场和磁场感应强度相关介绍

  磁场  磁场是一种看不见,而又摸不着的特殊物质,它具有波粒的辐射特性。磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的。电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。由于磁体的磁性来源于电流,电流是电荷的运动,因而概括地说,磁场是由运动电荷或电场的变化而产生的。.  磁感

太阳低层大气爆发式快磁重联触发机制揭示

科技日报昆明9月1日电(记者赵汉斌)记者1日从中国科学院云南天文台获悉,该台研究团队通过高分辨率的磁流体动力学模拟,成功揭示了太阳低层大气中一种前所未有的快速磁重联现象。相关成果发表在国际期刊《天体物理学》上。磁重联这一颇为神秘的物理过程,在宇宙中极为普遍。它发生在磁化等离子体中,当磁场结构发生变化

科学家在磁重联加热日冕方面取得进展

  日冕加热一直是太阳物理研究的一个难点问题。目前学术界有两种主要观点:磁重联加热和波传导加热。最近,中国科学院紫金山天文台太阳活动多波段观测研究团组博士李东联合中国科学院国家天文台副研究员李乐平发现了小尺度磁重联加热日冕的观测证据。  磁重联被认为是太阳爆发现象的主要能量释放方式,而光谱是对于其最

科学家观测到耀斑磁重联的重要证据

  7月14日,在线出版的Nature Physics发表了苏杨博士等人的最新观测研究成果:他们利用美国的太阳动力学探测卫星(SDO)和太阳高能像谱卫星(RHESSI)的同时观测,对 2011年8月17日一个C级耀斑进行了多波段综合研究,首次详细展示了太阳耀斑发生时磁重联过程的细节。   

扇形磁场质谱仪

  质谱仪由离子源、质量分析器及离子检测器三部分组成。其中 质量分析器采用扇形均匀磁场进行聚焦的单聚焦质谱仪称扇 形磁场质谱仪。它是静态仪器的一种,其磁场稳定,按偏转半 径不同而把不同质荷比的离子区分开。依据扇形磁场角度不 同分为b(>0 , 900 .120,和18f10四种。小型仪器的扫描方式采

科学团队揭示暗条碰撞与磁重联完整因果链

近日,中国科学院云南天文台抚仙湖太阳观测和研究基地的硕士研究生吴宗银和导师薛志科研究员等人利用NVST、SDO、CHASE、GOES四台太阳望远镜的联合观测数据,观测到了两个暗条碰撞并引发磁重联的完整过程,展示了该事件“光球驱动—暗条碰撞—磁重联—新暗条形成”的完整因果链,揭示了光球磁场演化驱动暗条

辐射主导磁重联中的自旋凝聚等离子体

  磁重联是等离子体中磁能快速释放和粒子加热加速的关键过程,广泛存在于太阳耀斑、地球磁尾、黑洞喷流、伽马暴乃至聚变装置等多种等离子体环境中。当磁场强度达到极端水平(约1010G)时,电子在重联过程中将不可避免地进入辐射主导区域,此时辐射阻尼、光子辐射以及粒子自旋动力学等因素均成为不可忽视的核心机制。

物理所等在实验室中利用强激光模拟对日地磁场活动

  地球磁场保护着地球免受来自太阳及宇宙深处的高能射线的侵害。太阳风与地球磁场作用,会造成地磁场由于压缩拉伸甚至交叉而发生重联过程,导致磁场拓扑结构的改变并以高能粒子与射线的形式释放出巨大能量。对磁场重联物理过程的研究对人类的活动具有重要意义。磁场的重联过程被认为是太阳冕区物质抛射及耀斑等活动的成因

磁场低温探针台

  磁场低温探针台是一种用于物理学领域的计量仪器,于2017年3月6日启用。  技术指标  1、 ±2.5T垂直磁场  2、 10K基础温度,温度范围:10K-500K  3、 制冷方式:闭循环制冷,不需要消耗液氦  4、 控温稳定性:优于±200mK  5、 探针臂X方向可移动距离不小于51mm 

武汉国家脉冲强磁场科学中心:磁场为什么这样强

       武汉国家脉冲强磁场科学中心科研人员正在绕制磁体。       “武汉国家脉冲强磁场科学中心已跻身国际领先的脉冲强磁场设施”——前不久,由美国、德国、法国、日本、荷兰的国家强磁场实验室主任以及强磁场领域方向的21位权威专家组成的评估专家组,对武汉国家脉冲强磁场科学

研究揭示火星磁尾重联的高发生率及其对离子逃逸的影响

  早期的火星被认为存在液态水,具备孕育生命的条件。然而,现在的火星已变得异常干燥,这预示着火星上可能长期存在大气和水的丢失。在太阳风与火星大气相互作用的过程中,行星际磁场被阻挡并拖拽在火星周围形成拉伸状的感应磁层。磁层尾部的电流片是火星离子逃逸的关键通道。磁重联能够改变磁场位形并加速等离子体,或是

中国科学院地质地球所揭示火星磁尾重联的高发生率及其对离子逃逸的影响

早期的火星被认为存在液态水,具备孕育生命的条件。然而,现在的火星已变得异常干燥,这预示着火星上可能长期存在大气和水的丢失。在太阳风与火星大气相互作用的过程中,行星际磁场被阻挡并拖拽在火星周围形成拉伸状的感应磁层。磁层尾部的电流片是火星离子逃逸的关键通道。磁重联能够改变磁场位形并加速等离子体,或是导致

“微笑”卫星磁强计研究取得进展

磁场是空间物理的核心物理量,从带电粒子的微观运动到等离子体的宏观演化,都离不开磁场的调控。磁场重联通过磁场拓扑的改变,实现能量的转换,是空间天气过程的能量“枢纽”。“微笑”卫星结合全球成像和原位测量手段,从宏观尺度观测地球空间对磁场重联的响应,并通过原位测量,监测驱动磁场重联的太阳风,以及地球磁鞘在

“微笑”卫星磁强计研究取得进展

磁场是空间物理的核心物理量,从带电粒子的微观运动到等离子体的宏观演化,都离不开磁场的调控。磁场重联通过磁场拓扑的改变,实现能量的转换,是空间天气过程的能量“枢纽”。“微笑”卫星结合全球成像和原位测量手段,从宏观尺度观测地球空间对磁场重联的响应,并通过原位测量,监测驱动磁场重联的太阳风,以及地球磁鞘在

云南天文台首次观测到日冕滑动磁场湮灭新证据

  从中国科学院云南天文台获悉,该台研究人员使用抚仙湖一米新真空太阳望远镜(NVST)的高分辨观测数据,首次报道了日冕中扇面—脊磁场位形下圆形耀斑带的来回滑动运动现象,并阐明了这种运动所反映的精细物理过程。最新一期国际天文学杂志《天体物理学杂志快报》发表了这一研究成果。  磁场重联又称磁场湮灭,是天