云南天文台在激光驱动磁重联的研究方面获得进展

2022-11-30 11:01

近日，中国科学院云南天文台太阳活动和CME理论研究团组许杉杉博士、梅志星副研究员、林隽研究员和北京师范大学的仲佳勇教授发表了实验室激光驱动磁重联的最新研究成果。该研究利用数值模拟的方法，深入考察了实验室激光驱动磁重联的精细结构。研究结果Numerical simulations of the laser－driven Petschek－type magnetic reconnection 近期发表在《等离子体物理》（Physics of Plasma）上。

在实验室中运用强激光与等离子体作用可以模拟极端天体物理环境以及其中发生的各种物理过程，从而可以对发生在这类环境中的许多极端物理现象进行研究。这是实验室天体物理研究的重要方法。近年来，通过在实验室中应用激光驱动的磁重联（LDMR）进行了许多有关天体物理现象的研究，包括利用强激光照射用 U－型线圈连接的金属圆盘靶，其溅射出的自由电子进入线圈，在两个平行放置的线圈中形成电流，在它的周围产生磁场，并在两个线圈之间形成反向磁场位型，驱动磁重联发生。

研究人员通过三维的磁流体动力学数值模拟，考察了该实验中发生的三维磁重联演化过程，首次在针对这类磁重联的数值模拟结果中发现了 Petschek－型磁重联特征，根据磁力线的形状特征的改变证认了耗散区与出流区的范围以及二者的分界线。并且，重联过程中产生的热等离子体，被很好地限制在电流片和 Petschek 慢模激波当中，没有发生热等离子体外溢的现象。通过对比分析已有的实验结果，确认数值模拟重现了实验结果。对实验结果给出了合理的解释。

该工作获得了中国科学院战略先导（A）类研究项目、国家自然科学基金委重点项目、云南省高层次人才培养支持计划－云岭学者项目、云南省太阳物理科学家工作室项目的支持。数值模拟的相关计算完成于云南天文台计算太阳物理实验室。

云南天文台在激光驱动磁重联的研究方面获得进展