无碰撞磁重联中的电子动力学  

作　　者：陆全明[1,2] 王荣生[3] 谢锦林[2,4] 黄灿[1,2] 卢三[1,2] 王水[1,2] 

机构地区：[1]中国科学技术大学地球和空间科学学院,合肥230026 [2]中国科学院基础等离子体重点实验室,合肥230026 [3]中国科学院地质与地球物理研究所,北京100029 [4]中国科学技术大学物理学院,合肥230026

出　　处：《科学通报》2011年第7期448-456,共9页Chinese Science Bulletin

基　　金：国家自然科学基金(40725013;40974081;40931053);中国科学院知识创新工程重要方向性项目(KJXC2-YW-N28);空间天气学国家重点实验室专项基金;海洋公益性行业科研专项经费(201005017)资助

摘　　要：磁重联提供了一种快速地将磁场能量转化为等离子体动能和热能的物理机制,它和空间物理中的许多爆发现象密切相关.另外,空间环境中的等离子体基本上是没有碰撞的,人们更加关心的是无碰撞的磁重联过程.本文从以下几个方面论述了电子动力学行为在无碰撞磁重联中的作用.在离子惯性长度尺度范围内,离子和电子的运动是分离的,由此产生的Hall效应决定了此区域中的重联电场.另外,电子的运动决定了重联平面内电流体系,同时形成了沿分界线的电子密度降低区域,这种重联平面内的电流体系决定了垂直重联平面的第三方向磁场分量的结构;在电子惯性长度尺度范围内,电子压强分布的各向异性决定了在此区域内的重联电场的大小;高能量电子的产生是磁重联的一个重要特征,重联电场在电子加速的过程中起着决定性的作用,但不同的磁场位形及其时空演化会影响电子加速的过程,并决定电子的最终能量;讨论了X点附近的次级磁岛不稳定性形成小磁岛的模拟结果和观测证据,及其对电子加速的可能影响;对电子动力学行为在实验室等离子体磁重联中的进展也做了介绍.最后,指出了一些尚未解决的问题.

关 键 词：磁重联 重联电场 次级磁岛 电子加速 

分 类 号：P353[天文地球—空间物理学]