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空间所何建森课题组揭示耗散性离子回旋波的场-粒子的本征扰动及其耦合作用
波-粒相互作用在无碰撞空间等离子体的波/湍动能量与粒子能量之间的转换中起着至关重要的作用。离子回旋波作为一种在等离子体世界中广泛存在的动理学波动,其对等离子体的加热、粒子的投掷角扩散等方面的贡献受到广泛关注和深入剖析。在日地空间物理的多个关键问题上,比如原初太阳风加热形成百万度温度的机制、行星际太阳风非绝热膨胀的温度维持、地球弓激波下游的湍动等离子体的能量再平衡过程、地球磁层离子向极区电离层的沉降机制,离子回旋波都被认为是重要的驱动源之一。然而,对离子回旋波耗散起作用的场-粒子之间是如何相互作用(更确切说,粒子相空间密度具有怎样的本征扰动,其是如何与电磁场的本征扰动耦合作用),即使是在空间原位探测60余年的历史进程中,仍然缺乏有效的直接观测。所以,研究探索离子回旋波的电磁场本征扰动与离子相空间密度本征扰动,以及二者之间的相互关联,对全面理解等离子体动理学波/湍动中的场-粒子耦合及其能量转换作用是十分必要的、而且具有显著意义。为了寻找空间离子回旋波的电磁场和离子相空间密度的本征扰动及其二者之间的耦合关系,北京大学何建森老师课题组和国内外同行(中山大学大气科学学院崔峻老师和赖海容老师及其课题组,以及英国伦敦大学学院Mullard空间科学实验室Verscharen老师)合作,从观测和理论两条途径开展综合研究。作者就Magnetospheric
2022年4月3日