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低β等离子体电子尺度重联中的波动激发与相对论电子加速

主讲人:陈耀


活动时间:2025-12-30 10:30


活动地点:空间科学与技术研究院二楼会议室


活动内容:增进学术交流,促进南昌大学物理与空间天文等相关学科的发展。

研究聚焦低β等离子体中电子尺度磁重联过程中波动激发和相对论电子加速机理等核心科学问题,以太阳大气参数条件为例,开展粒子模拟研究。模拟背景设定贴合太阳大气强磁场、低β典型无力场物理条件,特征频率比取为0.6。我们尤为关注重联过程中波动的激发及其对300 keV以上相对论性高能电子加速方面的贡献。这类相对论电子虽数量占比不高,却可产生强烈的毫米波及硬X射线到伽马射线辐射,是形成空间天气灾害的关键要素。
模拟发现,随着电子尺度重联过程持续演化,正电分离面对角线区域低密度空腔渐进加深,同步伴随电子束流速度持续增大;加速后的电子束经Buneman不稳定性激发起沿分离线传向电子扩散区的静电孤立波列(或电子洞结构),传播速度为0.3~0.4c;这些电子洞又经过类切伦科夫辐射机制,激发相近相速度的平行内传哨声波。静电孤立波与哨声波电场强度相当,对应于重联激发的强电场双极结构。通过分析高能电子能量演化过程、空间分布特征、300 -800 keV能量电子的加速源区,并结合粒子轨迹与这些双极电场扰动的位置对应关系,可证实静电孤立波与哨声波电场结构是区域内相对论电子的高效加速机制。

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