天体等离子体中强磁场物理环境的实验室模拟

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:caifubaguoguo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
通过实验室可控的手段理解强磁环境下的等离子体物理现象,对认识天体等离子体演化具有重要的意义。本论文主要利用神光Ⅱ和日本GekkoⅫ大型激光装置在实验室产生稳定的磁场环境。利用激光与平面靶相互作用构建热电机制下的高温高密等离子体强磁场环境和线圈靶机制下的低温低密等离子体强磁场环境。对微秒脉冲电压电弧放电等离子体磁重联物理过程进行了初步研究。在实验中,利用的主要探测手段为光学探针。  首先构建热电机制下的高温高密强磁场环境。其物理机制是利用等离子体温度和密度梯度不一致产生强磁场,即毕尔曼电池效应。该磁场环境可以模拟太阳耀斑磁重联现象等。利用神光Ⅱ号八路激光与平面靶相互作用构建激光驱动等离子体磁重联,产生了双等离子体喷流。首次将磁流体标度变换运用于天体喷流与实验室喷流,发现实验室产生的喷流与W43A天体喷流具有非常高的相似性,认为W43A喷流现象,可以作为一个实验室天体物理的验证特例。并根据实验设计提出重联电场对等离子体喷流的产生和准直具有重要的作用。  其次构建线圈靶机制下的低温强磁场环境。其物理机制是超热电子回流诱导产生强磁场。该磁场环境可以模拟白矮星磁层环境,塞曼光谱劈裂等。利用线圈靶产生强磁场的物理机制,构建了亥姆霍兹线圈靶。研究强磁场重联的过程,并对重联特征进行研究。实验中利用法拉第旋转法对线圈靶产生的磁场进行了测量,同时在激光驱动磁重联的实验中首次对重联电场进行了测量。此外利用Radia程序模拟给出了线圈的3维磁场位形分布图,估计线圈产生的磁场可达60特斯拉。实验中测量了线圈产生的等离子体电子密度约1018cm-3,得出实验中线圈靶产生的等离子体环境beta值为0.016,显示了其在低Beta天体等离子体(如磁层环境等离子体)磁重联物理过程中的潜在应用。  最后对微秒脉冲电压电弧放电等离子体磁重联物理过程进行初步研究。利用脉冲电压击穿空气获得更低密等离子体,等离子体密度范围在1015~1017cm-3,而且等离子体温度也较低。为研究低密低温等离子体磁重联现象提供了可能。利用双电极电弧放电等离子体构建了磁重联位形,拓展了实验室手段研究磁重联的参数空间,但由于现有的诊断设备和相关实验设计有待进一步提高,期望未来模拟低温低密大气等离子体磁重联现象。
其他文献
千载以来,划过天际的那颗红色行星-火星,作为地球的姐妹星球、可能的地外生命摇篮,一直吸引着人类好奇的目光。自二十世纪中叶深空探测开展以来,火星探测之热潮经久不散,逐步
研究目的:  通过使用高分辨率数据观测黑子周围的运动磁结构,研究黑子的结构和衰老过程、半影和壕沟区域的物质流动和磁场三维结构、以及低层大气中的活动。  观测方法: 
相接双星是双星中具有复杂物理过程的特殊类别。相接双星系统中两子星之间的距离较短,且均充满它们相应的洛希临界体积并形成公共包层。相接双星中存在许多复杂的物理过程如:
坦培拉绘画是欧洲古老的画种,在历史上曾经很辉煌,后来人们在它的基础上发明了油画。自此坦培拉一度被淡忘,甚至受到冷落,但并没有完全消失,也从没有淡出画家们的视线。坦培
学位
江泽民同志关于“三个代表”的重要思想,是站在世纪之交的历史高度,总结过去、立足现实、面向未来提出的加强党的建设的一个大思路;是对党的性质、宗旨和根本任务的新概括,对马克
星系的形成和演化是天文学研究的重点之一,它们对我们研究宇宙的大尺度结构和演化起着重要的作用。在星系形成和演化模型中,冷暗物质(ColdDarkMatter,CDM)宇宙星系形成模型越来
频谱观测是FAST望远镜的主要观测内容之一。频谱观测中最重要的部分是中性氢观测,此外还包括羟基谱线的观测以及低频谱线搜寻等。   本文主要总结了中性氢研究和低频谱线研
郑又贤教授的新作《功在千秋———沿海地区精神文明建设可持续发展》(福建人民出版社1999年12月精装本出版,28万字,以下简称《功在千秋》)近日已正式出版,这是我国精神文明
地表流体质量(包括大气、海洋以及陆地水等)重新分布与迁移会引起地表质量负荷在不同时间尺度上的变化。GPS观测得到的高程残差时间序列表现出明显的季节性变化,过去利用地球