Modern Physics Seminar(5)

空间等离子体物理。


宇宙中99%的可见物质都是等离子体,与托卡马克中的等离子体有所区别的是,空间等离子密度低,稀薄,可以看作无碰撞等离子体。

等离子会形成激波,通过电磁场来传播能量,对粒子进行加速。灾害性空间天气事件,如耀斑、磁层亚暴都与之有关。

磁重联过程是空间等离子体释放磁能的主要机制,将磁能转化为带电粒子的动能,可用Sweet-Parker模型对磁重联过程进行描述。

空间等离子体也可以看作流体,使用动力学方程。无碰撞磁重联Hall,使用磁流体力学(MHD)模型。当电子速度较小,可以看作冻结在磁力线上。当电子速度足够大,回旋半径和磁力线曲率半径。

雪崩是磁重联的触发方式。

主要的研究方法是通过卫星或卫星座对空间等离子进行观测。提出磁岛的产生和合并,还有辐射带模型,高能粒子如何形成和减少是尚未解决的问题。

空间中卫星故障,主要是单粒子效应引起,造成数字芯片的01错误,导致功能出错。在地面也可以模拟空间等离子体物理,对一些特定情况下的现象进行研究,比卫星方便灵活,但也有缺陷。

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