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北大科研进展

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濮祖荫教授领导的科研组在地球磁尾首次发现等离子体磁重联的磁零点

Cluster”科研组,通过分析欧洲空间局Cluster星座的探测数据,首次观测到等离子体磁重联的磁零点。这一成果发表在20067月出版的NATURE PHYSICS上。该项目得到了我国“地球空间双星探测计划”及国家基金委重大项目“地球空间暴多时空尺度物理过程”的支撑。该科研组研究人员来自于美高梅手机登录网站、中科院国家天文台、大连理工大学、中科院空间中心、中科院等离子体物理研究所等单位,美高梅手机登录网站参与这一工作的有地空学院的濮祖荫教授和傅绥燕教授等,濮祖荫教授是该论文的通讯编辑(Corresponding Author

磁重联是等离子体中的基本物理过程之一,在地球空间暴(磁暴、磁亚暴)和太阳风暴(包括耀斑、日冕物质抛射等现象)等能量爆发过程中起着关键性的作用。磁零点是重联的发生地,磁力线在此断开和重新联接。理论上磁零点是一个磁场为零的孤立奇异点,在三维空间的测度为零,迄今还没有其存在的直接观测证据。研究小组利用微分拓扑学的方法,基于Cluster卫星的四点观测数据,首次观测到磁零点存在于磁重联中心区域;发现了磁零点周围的磁力线存在螺旋结构,这与零点的拓扑理论相符。此外,研究小组还发现零点结构的特征尺度为离子惯性长度,这对三维磁重联理论的下一步工作有重要的启示。这些成果有助于彻底解决磁重联理论中一些悬而未决的课题,对推动空间物理、太阳物理和等离子体物理学的发展将会起到重要作用。

论文评审人认为,该项研究首次获得了磁零点的直接观测证据(the first ever evidence for a direct observation of a magnetic null point),评价它是一个“极其重要的(extremely important)”进展。该刊物还专门在“资讯与观点”专栏中作了报道,邀请国际著名学者撰写了先容这一发现及其重要意义的文章。

濮祖荫教授是“地球空间双星探测计划”主要发起人之一,他长期从事磁层能量传输与释放和磁层空间暴研究,取得了一系列具有国际前沿水平的成果。迄今发表和合作发表SCI论文52篇,已被引用450余次。曾获2001年国家自然科学二等奖(排序第一)和1995年国家自然科学三等奖(排序第二)。濮祖荫教授2005年被美国地球物理学会任命为国际地球物理学领域权威核心期刊――Journal of Geophysical Research - Space Physics (JGR)的新一届亚洲与太平洋区域主编,任期4年,是第一位担任JGR主编的中国内地学者。

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