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我院符慧山教授课题组在Geophys. Res. Lett.发表封面论文

2020年09月14日 09:24
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近日LOL菠菜竞猜,我院符慧山教授及其研究生(赵明洁LOL菠菜竞猜、于岳LOL菠菜竞猜、王哲)提出了偶极化锋面产生高能电子的一个新理论LOL菠菜竞猜。该理论认为:在偶极化锋面后存在一个磁瓶LOL菠菜竞猜,磁瓶的瓶颈固定不变LOL菠菜竞猜,而瓶身则随时间变化LOL菠菜竞猜LOL菠菜竞猜;当瓶身膨胀时,高能电子被约束在磁瓶内LOL菠菜竞猜;当瓶身收缩时LOL菠菜竞猜,高能电子被排挤出磁瓶。这项理论挑战了传统的betatron加速机制LOL菠菜竞猜,并能完美解释偶极化锋面后存在(或不存在)高能电子的现象LOL菠菜竞猜。成果以“A New Theory for Energetic Electron Generation Behind Dipolarization Front”为题发表于空间物理学领域的著名期刊《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上LOL菠菜竞猜LOL菠菜竞猜,并当选为当期的封面论文(图一)LOL菠菜竞猜LOL菠菜竞猜。

说明: C:\Users\Lenovo\Desktop\grl.59068.jpg

图一 GRL期刊封面

偶极化锋面是地球磁尾的一个瞬态结构LOL菠菜竞猜,其观测特征为磁场南北分量的急剧增强和等离子体流的爆发LOL菠菜竞猜。在偶极化锋面领域长期存在的一个研究难题是:为什么有的锋面后存在高能电子(50%)LOL菠菜竞猜,而有的锋面后则没有高能电子(50%)LOL菠菜竞猜?传统的理论解释是betatron加速和费米加速。然而这种理论只能解释偶极化锋面后出现高能电子的情况LOL菠菜竞猜,而不能解释锋面后缺失高能电子的原因LOL菠菜竞猜,导致这一问题困扰了空间物理学家很多年LOL菠菜竞猜。

借助于美国宇航局MMS卫星的观测数据LOL菠菜竞猜LOL菠菜竞猜,符慧山教授课题组巧妙的解决了这一难题LOL菠菜竞猜LOL菠菜竞猜LOL菠菜竞猜。他们在同一个锋面后既发现了高能电子产生LOL菠菜竞猜,也发现了高能电子缺失,并发现高能电子的产生对应于磁场增强LOL菠菜竞猜,而高能电子的缺失对应于磁场减弱(图二)。这一观测现象与betatron加速机制相矛盾,挑战了传统的理论LOL菠菜竞猜OL菠菜竞猜LOL菠菜竞猜;谡庖还鄄庀窒?LOL菠菜竞猜,符慧山教授提出理论认为:偶极化锋面后存在一个时变的磁瓶,当瓶身膨胀(磁场减弱)时,高能电子被约束在磁瓶内;当瓶身收缩(磁场增强)时LOL菠菜竞猜LOL菠菜竞猜,高能电子被排挤出磁瓶并消失。

这一理论能够完美解释偶极化锋面后产生高能电子和缺失高能电子的现象LOL菠菜竞猜LOL菠菜竞猜LOL菠菜竞猜。同时,该理论十分有趣LOL菠菜竞猜,它就像于一个美食爱好者:当肚子变大时LOL菠菜竞猜,他能吃下大量食物LOL菠菜竞猜;当肚子变小时LOL菠菜竞猜,他只能吃下少量食物。

说明: C:\Users\Lenovo\Desktop\3_Figure1.jpg

图二 偶极化锋面后高能电子的产生和缺失

地球物理研究快报(Geophysical Research Letters)是空间物理学领域的著名学术期刊LOL菠菜竞猜LOL菠菜竞猜,为自然指数期刊LOL菠菜竞猜,由美国地球物理学会(AGU)1974年创办。主要发表空间物理学LOL菠菜竞猜LOL菠菜竞猜LOL菠菜竞猜、固体地球物理学LOL菠菜竞猜、大气科学LOL菠菜竞猜、气候学LOL菠菜竞猜、海洋学LOL菠菜竞猜LOL菠菜竞猜、水文与地表LOL菠菜竞猜LOL菠菜竞猜LOL菠菜竞猜、冰冻圈等领域的最新研究成果LOL菠菜竞猜。

该研究工作受到国家自然科学基金创新研究群体LOL菠菜竞猜、重点项目、面上项目的支持。

更多相关信息:http://spart.buaa.edu.cn

相关论文链接:https://doi.org/10.1029/2019GL086790 

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