太阳风中的能量是如何传递给地球内磁层,从而使内磁层带电粒子获得加速并最终形成辐射带高能粒子的?这一直是空间物理研究中最重要的问题之一。磁层中的超低频波在这个过程中起着十分关键的作用:它们可以通过漂移共振和漂移-弹跳共振作用实现对带电粒子的加速。因此,揭示超低频波与带电粒子的相互作用过程对理解内磁层系统的物理过程有着重要的意义。同时,超低频波也参与了磁层和电离层耦合过程,在整个电离层-磁层系统的能量传递过程里也扮演着至关重要的角色。
为此,我所长江学者宗秋刚教授、加拿大阿尔伯塔大学Robert Rankin教授及我所青年千人周煦之研究员共同系统地综述了超低频波在地球磁层不同区域中的研究进展。这一论文近期发表在Reviews of Modern Plasma Physics上,题为“The interaction of ultra-low-frequency Pc3-5 waves with charged particles in Earth’s magnetosphere”。该文在对近年来超低频波的研究进展进行回顾总结的同时,也给出了一些深入的思考与前瞻,将对与超低频波相关的带电粒子加速及能量传输等方面的研究起到促进作用。
Citation: Zong, Q., R. Rankin, & X. Zhou (2017), Rev. Mod. Plasma Phys. , 1:10., https://doi.org/10.1007/s41614-017-0011-4
图1. 地球磁层超低频波的产生及其与带电粒子相互作用示意图