多个太阳矢量磁像仪数据计算的电流螺度对比分析

从20世纪90年代开始,太阳光球电流螺度研究已经取得了重大进展.大样本的统计结果揭示了电流螺度分布的一个重要趋势:太阳表面的活动区,在北半球的螺度符号主要为负值,在南半球的螺度符号主要为正值.虽然不同仪器观测的矢量磁场计算得到的电流螺度符号具有基本的一致性,但它们之间还存在着一些差异.本文中,利用不同矢量磁像仪观测的矢量磁场数据,我们分析了电流螺度随磁场强度的变化,探讨了不同仪器之间差异的原因.我们将纵向磁场和总磁场按强度划分成6个区间,计算了每个区间内电流螺度密度的平均值h_c.统计结果显示:当纵向磁场小于600 G时,由不同仪器数据计算的h_c具有很好的一致性,并且遵守螺度半球符号法则;当纵向磁场大于600 G时,不同仪器之间的差异增大,并且在有的磁场区间内,电流螺度不遵守半球螺度符号法则;南半球的电流螺度更好地符合半球螺度符号法则.电流螺度随总磁场的变化趋势与纵场的相似.利用同样的方法,对个别活动区进行研究,分析磁光效应对电流螺度的影响.通过上述分析,我们得出当纵向磁场小于600 G时,计算得到的电流螺度基本可信.当纵向磁场大于600 G时,造成不同仪器之间差异的真实原因需进一步研究.     

简单α效应的α-ω发电机解和活动区涡度的观测

本文介绍了一个基本的α-ω发电机的数值解,探讨了这种模型中极向场和环向场耦合形成的螺度表征量随太阳活动周的变化,与之前观测中所呈现的螺度参数随纬度和时间变化的特征相吻合.其后,使用太阳动力学天文台日震磁场成像仪的时距日震学方法获得的24太阳活动周的矢量速度场,计算了平均涡度随纬度和时间的变化,观测结果显示涡度在南北半球的符号有相反的特征,另外, 2010–2016平均涡度随纬度逐年的平均变化显示了在不同年份,轮廓线显然不完全重叠.这表示太阳上实际的流体涡旋运动可能存在更为复杂的与时间有关的过程.     

太阳磁场和太阳活动

正太阳活动是指太阳大气中由磁场变化引起的各类等离子体加热、运动和辐射增亮现象。太阳大气中最剧烈的活动现象是日冕物质抛射和太阳耀斑,前者可抛射出巨量的磁化等离子体至行星际空间,后者可在短时间内释放出大量的高能辐射和高能粒子,它们是日地空间灾害性天气的扰动源。太阳活动的基本根源是太阳磁场,而太阳磁场由发电机产生,较集中地分布于各类活动区中,或弥散地分布在宁静区中。偏离势场的磁场可以储存能量,当磁结构的演化达到一个临界点或者受到某种触发机制的作用时,就会产生太阳爆发现象。因此,研     

太阳磁场的电流螺度、感应电场和能流分布研究

太阳光球磁场的动态演化在太阳爆发事件中起着重要作用。电流螺度、感应电场和坡印廷能流是表征磁场非势特性的典型参量。以活动区NOAA10488为例,利用局部相关跟踪方法,依据观测资料计算这3个参量,考察太阳光球磁场运动对于非势磁能的传输、释放作用。分析这个活动区的电流螺度、感应电场以及能流的分布,发现电流螺度和能流的分布情况均与太阳高层大气耀斑爆发密切相关,而感应电场的分布与其爆发的关系尚待进一步研究。     

从磁绳的日面足迹揭示日冕物质抛射内部磁通量的演化特征

作为太阳大气中最剧烈的大尺度爆发性磁活动,日冕物质抛射是引发近地灾害性空间天气的首要驱动源.时至今日,在爆发过程中,日冕物质抛射内部轴向磁通量的详细演化特征尚不明确.近期,国内太阳物理学者提出了一种优化的识别方法,成功提取并研究了日冕物质抛射主体磁绳结构在太阳表面的足迹及其完整变化信息,发现爆发磁绳的轴向磁通具有先快速增大,随后逐渐减小的演化特征,且与伴生耀斑的能量释放过程具有很好的时间对应性.这一研究定量地给出了日冕物质抛射爆发过程中内部磁场参量的变化规律,对理解日冕物质抛射的三维爆发过程有着重要的意义.     

活动区磁场的不同缠绕形式

利用北京怀柔太阳观测站的矢量磁向仪在１９８８－１９９６年期间观测的２８６个偶极活动区，探索了磁极轴的倾斜角和缠绕参数ｈ││之间的符号关系，由此得到结论：１）在第２２太阳活动周，有６０％的偶极活动区此两参数符号之间有统计上的负关系，即在南／北半球当缠绕参数ｈ││为正／负时，磁极轴的倾斜角为负／正，具有相反螺度的“正常缠绕”；２）大约１／３的活动区此两参数具有相同符号，具有相同螺度的“反常缠绕”，而且     

湍流手性:可逆系统的能量-螺度双约束系综

研究基于修改Navier-Stokes方程而得到可逆守恒系统的湍流研究思路和理论.可压缩有螺绝对统计平衡系综计算结果显示,相比于无螺度情况,有螺度时的非线性作用更多地将能量分配到涡模态,由此三维可压缩湍流螺度紧固气体的图像得以展开讨论.利用螺旋分解技术,引入手性依赖的“黏性系数”,从而破除超定困难,构建了一个同时固定能量和螺度的非平衡系综的可逆系统.简要讨论螺控壁湍流力热声问题、与玻色-爱因斯坦凝聚/量子声学结果互证,日冕和太阳风中磁重联加热和加速等离子体的类比.     

太阳黑子周形态的由来(Ⅰ)

本文讨论了两个问题: (1)在太阳对流层内的大尺度“其本磁场”的形成问题,以及它所决定的黑子周的特征。 (2)太阳活动区黑子的偶极磁场形成问题。 我们提出了太阳核心是一个具有二十二年周期的磁偶极振荡子的假设,它所产生的太阳磁流波的经向磁场不断地向外渗透到较差自转层内被放大,从而形成了具有很大纬向分量的“基本磁场”,它的特征决定了黑子周的形态。 基本磁场产生了磁浮力,我们得到它是一个磁雷诺数很小的上浮运动,因而它不是冻结的磁力线管的上升,而是磁力对流运动。并且在对流气泡横越基本磁场的过程中,形成了围绕气泡的磁环,当它浮至太阳表面便是活动区的偶极磁场。     

钠原子滤光的太阳高光谱分辨成像观测

本文介绍基于钠原子滤光器的太阳高光谱观测原理及其典型透射谱型,并介绍观测到的全日面光球层顶部/色球层底部的太阳像.与常规光学干涉滤光相比,钠原子滤光透射峰值正好对应太阳夫琅和费D线的线心位置,因此能长期稳定对太阳进行高光谱观测;超窄带宽的滤光更有利于观测太阳大气诸多细节,如谱斑及其亮网络结构等.用原子滤光(589 nm)在武汉获得的全日面图像与SDO卫星在太空观测(AIA 160 nm真空紫外波长)的结构和细节极为相似,其原因在于两者对太阳大气观测的高度层次类似.因此,本文为高光谱分辨太阳大气精密高度层次的长期稳定观测提供一种有效手段.     

神经磁临床应用测量装置

在临床装置上,测量人脑磁场比起实验室研究通常所采用的仪器需要有更好的性能.这里我们介绍准备作为神经磁的临床应用以及更广泛的生物磁研究的装置的一些重大进展;报道一种闭循环致冷机的研制情况,这种致冷机能提供以SQUID为基础的传感器所需要的低温条件,同时又不会引起噪声水平的严重增高.闭循环致冷机无需使用液体致冷剂,因而允许传感器在不同方向上进行操作,即使倒过来向下也行.然后对一种用作神经磁研究的新型磁屏蔽室的性能作出评估,这种屏蔽式的优点是可以预制和提供一个便于临床研究的较大的内部空间.磁屏蔽室的天花板上装有一台万向吊机,吊机下方装有一套或两套磁传感器。当用一个磁性系统来精确测定传感器相对于病人头部的位置时,这个装置可以精确决定出脑内神经源的位置。最后,介绍了目前藉助于神经磁测量正在开展的几种临床研究中的一个例子。     

等离子体中磁场的本性

天体磁场的起源问题是天体物理中十分重要的课题,现有的发电机理论还不足于对此做出完全的解释.对于天体而言,电流是产生磁场的唯一途径.基于基本的经典物理学,提出了等离子体中磁场产生的本质,并就太阳表面小尺度磁场的产生给出了定性解释.     

Single-fluid 2D magnetohydrodynamic simulation of solar wind structure in comparison to ulysses observations

Two dimensional Magnetohydrodynamic (MHD) equations with and without the momentum addition respectively have been used to simulate the solar wind structure on the meridian plane. The results show that far away from the sun it isn't solar magnetic field that induces the cncave solar wind speed. Instead, there may be the fast speed streamer driven by the momentum addition and an interface between high and low speed streamers. The interaction between high and low speed streamers causes the sharp division. Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China (4999045) Biography: Deng Ling-yun (1976-), female, Master candidate, research direction: solar-terrestrial physics.     

色味连锁夸克物质中非阿贝尔涡旋磁效应的新进展

最近的研究表明强磁场对强相互作用物质,特别是稠密夸克物质的色味连锁相,会产生非常重要的影响.稠密夸克物质提供诸如涡旋,畴壁,单极子,扭结,布胶(boojum)等各种拓扑孤立子,因此可以预期强磁场也应该会影响这些孤立子.在这篇小综述中,介绍了在色味连锁夸克物质磁场效应研究的最新进展, 特别是特定条件下最基础的类弦拓扑激发非阿贝尔涡旋.在金兹堡-朗道框架下研究了它们的相关性质(如轮廓函数和张力能)以及磁场依赖性.     

专业软件在物理实验应用中的探索研究

将电子科技大学自主开发的粒子模拟软件引入传统物理实验中，特别是真空电子技术专业，有助于加深学生对实验原理的理解，提高学生应用模拟分析方法解决实际问题的能力。文章介绍了模拟计算在物理实验中的应用，利用CHIPIC软件对电子束在均匀磁场中的运动，并对磁聚焦现象进行分析。     

拓扑绝缘体量子点中的磁交换相互作用

从理论上研究了拓扑绝缘体量子点中的磁交换相互作用.在拓扑绝缘体量子点中,边缘态电子数可以通过量子点的尺寸和外加电场进行调控.当量子点中掺入单个磁离子并且边缘态填充奇数电子时,电子与单个磁离子之间的交换相互作用达到最大值;而边缘态填充偶数电子时,电子与单个磁离子之间的交换相互作用消失.当量子点中掺入2个磁离子时,电子与Mn离子的sp-d相互作用会出现奇偶振荡行为,Mn离子间的相互作用取决于Mn离子间距和量子点壳层中的电子数,表现出典型的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida型间接交换机制.工作澄清了拓扑绝缘体量子点壳层结构对其磁性的影响,有助于人们设计基于拓扑绝缘体量子点的自旋电子学或量子信息器件.     

太阳风起源区等离子体动力学机制

 根据太阳风的起源,对太阳风的等离子体动力学理论进行研究。对磁流体力学（MHD）做了详细概述,在此基础上讨论稳定态下的震波结构,并进行详细的公式推导,特别是对它的不连续结构与旋转不连续的性质进行说明。通过对卫星观测结果的分析,得到两种磁场方向不连续面：切向不连续（TD）和旋转不连续（RD）。研究表明,TD的特性为垂直不连续面的磁场分量为零,电离子不通过该面;RD两侧的磁场方向不同但是大小相同,且有电离子通过该不连续面。太阳风中旋转不连续面主要与高速太阳风有关。通过分析6种不连续结构得到：在通过界面的磁通量保持不变的情况下,切向磁场会任意改变方向,出现旋转不连续现象,且此现象能够通过一维空间结构图方法加以验证。通过对比推导结果与数据验证图,发现数据图的分析支持公式的推导,证实太阳风起源区等离子存在旋转不连续机制。     

Macroscopic Quantum Phenomena and Topological Phase Interference Effects in Single-Domain Magnets

The tunneling of macroscopic object is one of the most fascinating phenomena in condensed matter physics. During the last decade, the problem of quantum tunneling of magnetization in nanometer-scale magnets has attracted a great deal of theoretical and experimental interest. A review of recent theoretical research of the macroscopic quantum phenomena in nanometer-scale single-domain magnets is presented in this paper. It includes macroscopic quantum tunneling (MQT) and coherence (MQC) in single-domain magnetic particles, the topological phase interference or spin-parity effects, and tunneling of magnetization in an arbitrarily directed magnetic field. The general formulas are shown to evaluate the tunneling rate and the tunneling level splitting for single-domain AFM particles. A nontrivial generalization of Kramers degeneracy for double-well system is provided to coherently spin tunneling for spin systems with m-fold rotational symmetry. The effects induced by the external magnetic field have been studied, where the field is along the easy, medium, hard axis, or arbitrary direction.