太阳质子的上升时间、等效扩散系数和平均自由程

扩散系数K或者平均自由程λ是讨论宇宙线传播特性的重要物理参数。根据粒子在行星际空间传播的模型,分析太阳宇宙线事件资料,所求出的等效扩散系数或平均自由程,往往远大于根据粒子在随机场中散射的理论分析行星际磁场功率谱所定出的系数(称之为JC系数)。这种分歧的原因尚未得到合理的解释。我们曾经初步地讨论过这个问题。鉴于在     

光对空间带电粒子产生斥力的一种假说与太阳风的起源

由间接观测和直接的宇宙火箭的探测已经证实,太阳时刻不停地向四周空间喷射出等离子体粒子流,形成太阳风;它在空间有一定的密度分布与速度分布,在地球轨道附近太阳风速度达到每秒500公里的量级,密度大约为10个/厘米~3左右。这个现象,迄今在理论上仍然没有得到圆满的解释。现在比较公认的理论要算Parker的理论,但是他的理论存在根本性的问题。根据太阳风的观测事实,我们应该考虑:这些带电粒子(主要是质子和电子)受着什么力的作用因而能克服巨大的太阳引力而飞向星际空间?把这些粒子加速到每秒几百公里的巨大速度的物理机制是什么?供给粒子的能量是从哪里来的?等等,一句话太阳风是怎样形成的?     

宇宙射线与天体物理

宇宙射线的起源宇宙射线是存在于宇宙空间的高能粒子流。从星际空间进入地球大气的原初宇宙线荷电粒子主要是各种原子核,绝大部分是氢原子核——质子。宇宙线粒子流是各向同性的。银河系空间平均宇宙线粒子密度     

悬浮液中超声波的能量传输

一、引言液体中常常有许多线度较小的悬浮粒子。当超声波在悬浮液中传播时,悬浮粒子与流体之间的内摩擦、热传导和粒子对声波的散射作用会引起声波的衰减。研究声波在悬浮液中传播规律对于海洋通讯、医学超声和声波测井技术等均有重要的意义。至今实验上和理论上对超声波在悬浮液中的传播问题都作过不少工作。研究表明,当     

准稳态磁层晨-昏不对称性的模拟研究

基于一个新的全球三维磁层模型, 系统地研究了地球磁层在准稳态情况下的近磁尾晨、昏侧磁鞘区位形及粒子密度、粒子尾向通量密度等的不对称性问题. 结果表明, 磁鞘厚度的晨-昏不对称性是行星际磁场螺旋线位形所造成的固有现象, 是晨-昏侧不同的激波条件产生的结果, 而晨-昏侧粒子密度与粒子通量密度的不对称性主要是晨-昏侧磁鞘厚度的不同所致, 受磁层顶磁重联的影响不显著. 还研究了日下点磁层顶等离子体“减压层”(PDL)对磁层晨-昏不对称性的影响, 认为其可使昏侧粒子总通量略高于晨侧.     

太阳爆发的结构和机制研讨会在南京成功召开

正太阳爆发活动是指太阳大气中磁场的剧烈变化引起的各类等离子体加热、加速和辐射增强现象,主要表现形式为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粒子与辐射.它们是导致日地空间灾害性天气事件的重要源头.太阳爆发的研究涉及到多个重要的科学问题,包括磁     

耀斑引起的行星际激波传播特征的三维益面

在日地关系的研究中,耀斑引起的行星际激波(以下简称耀斑-激波)在日地空间的传播是人们十分关注的课题之一。多年来由于空间飞船测量局限在黄道面附近,诸如激波的形状、传播的方向特征和减速等基本问题是了解得很不够的。然而这些问题对于研究太阳耀斑活动事件,对地球物理环境的变化却具有头等的重要性。本世纪七十年代中期由于行星际闪烁技术的发展,人们开始尝试利用这种IPS观测来研究黄道面以外空间耀斑-激波的传播特性。Pinter     

暗物质问题

宇宙学家告诉我们:90%甚至更多的宇宙质量可能是看不见的.因为关于大爆炸的爆胀方案的诱惑力,理论物理学家们正奋力从事关于奇异粒子大有希望的事业,试图同时解释所谓“遗漏质量”以及星系形成这两个问题.“遗漏质量”一词是一个不恰当的名称;究竟是“遗漏光”还是“隐质量”呢?除了在相关的论文中讨论过的宇宙“暗物质”问题之外,至少还有两个暗物质问题与星系系统相关联. Jack Hills坚持认为,银河平面内很多质量处于“灰”矮星形式,它们是低发光强度与低质量的固体.附近恒星动力学表明:银河平面内的全部质量大于观察到的重子质量.除了恒星及由气体和尘埃组成的星际物质之外,Hills认为,木星大小的朦     

太阳——地球物理学和它的未来

太阳—地球物理学是从研究太阳对大气层的电磁辐射和粒子辐射作用以及研究地球磁场而发展起来的。太阳—地球物理学最初研究电离层、磁暴、极光和太阳的闪光。目前,太阳—地球物理学包括许多发生在太阳大气中的现象,导致物质和能量经行星际空间向地球转移的复杂过程。众所周知,在电离层变化的各种类型与在行星际空间中太阳的起源过程是紧密相关的。类似的依赖关系表现在地球上的天气条件的变化。可惜,太阳—地球物理学不包括气象学。然而,人们还是研     

我國歷史上的新星紀錄與射電源的關係

1931年杨斯基在研究波长14.7米的大气无线电障碍时,发现整个银河系都在辐射着无线电波。后来又发现有些地方特别强。现在我们知道,银河系里的无线电辐射是由于星际电离气体和宇宙线中的电子在星际磁场中减速而产生的。通过对于这种电波的研究,得到了关于星际物质的许多新知识,同时也给了我们研究银河构造的一个新方法,所得结果与用其它方法所得者也很一致。在银河系普遍无线电辐射的背景上,那些特别强的幅射又是从何而来?为了回答这个问题,1962年以前有人认为在这些电波幅射特别强的地方存在着一种特殊的天体——射电星,它虽强     

内磁层中行星际激波激发的超低频波对“杀手”电子和能量离子的快速加速

辐射带中的能量电子与离子是首要的空间天气威胁. 理解这些粒子如何在辐射带中被 加速是空间物理学的主要挑战之一. 本文总结了行星际激波在内磁层激发的超低频(ULF)波 对“杀手”电子与能量离子的快速加速的最新进展. 甚低频(VLF)波-粒子相互作用被认为是电 子加速的主要机制之一, 这是因为电子回旋共振容易在VLF 波频率范围内发生. 最近, 运用4 颗Cluster 卫星的观测, 发现在行星际激波作用于地球磁层之后, 辐射带中的能量电子几乎立 即被加速, 并且加速过程持续数小时. 传统的加速机制是基于VLF 波粒相互作用加速电子至 相对论能量, 时间尺度长达数天, 因而无法解释我们的观测. 进一步发现行星际激波或太阳 风压强脉冲, 与更加小的动压变化, 对辐射带动力学起到无法忽视的作用. 行星际激波与地 球磁层相互作用会产生许多重要的空间物理学现象, 包括能量粒子加速. 由行星际激波作用 引起的辐射带能量电子的快速加速的机制包括3 个组成部分: (1) 由与激波相关的磁场剧烈压 缩引起的初始绝热加速; (2) 与不同L 壳层被激发的极向模ULF 波造成漂移-共振加速; (3) 与 ULF 波相关的快速衰减的电场引起的粒子加速. 粒子最终会获得净加速, 因为它们在上半个 周期获得的能量多于在下半个周期损失的能量. 本文得到的结果对理解在地球Van Allen 辐 射带中的能量粒子加速有了新的认识, 同样也可以被应用于行星际激波与其他行星的相互作 用, 例如水星、木星、土星、天王星和海王星, 以及其他有磁场存在的天体.     

飞离太阳系

正2012年8月,美国宇航局"旅行者1号"探测器成为第一艘进入星际空间的人造物体。所谓星际空间,是指位于银河系中众多恒星系统之间的区域。星际空间一度被认为是空旷的,但现在看来,星际空间中的星际介质有可能是让我们了解暗物质、恒星起源甚至生命起源的关键。通过研究星际介质中的物质,科学家希望能更多了解——恒星及星系形成     

激波中费密加速的时间演化效应(Ⅱ)

在行星际空间中,不少激波是爆发过程的产物。因此,伴随激波而发生的加速过程,必然会有一个时间演化效应。这个效应的反映之一是被加速粒子的能谱是随着时间变化的。已经有越来越多的观测事例说明这一点。例如,从太阳Ⅳ型射电爆的频谱,周爱华等分析发现耀斑后加速电子的能谱指数是随时间而变化的;在太阳的X射线爆中亦可以看到类似的现象。另一方面,已有不少文章分析表明,激波中的费密加速机制是激波中高能量粒子加速     

宇宙产生的新分子

在实验室生成的非常复杂的化合物,其中一些相继在宇宙中发现。这些分子在宇宙的什么地方?是怎样产生的呢?根据星际分子生成反应的条件,在实验室用光谱学的方法能得到这种分子。因此,天文和化学的对话正式开始了。     

轻子物理——μe问题

μe问题是基本粒子物理中最令人困惑的问题之一。μe之谜在于:一方面μe性质非常相象(见表1);另一方面μe间有巨大的质量差,并且有严格的禁戒性。为什么性质如此相同的两个粒子又有这样悬殊的差别呢?     

11个物理难题牵涉的11种基本粒子

什么是暗物质?什么是引力?为什么宇宙如此平滑?这些谜题中每一个都含有一种粒子。在上世纪30年代末,诺贝尔奖得主伊西多.拉比(Isidor Rabi)得知发现了较重的电子,他为此问道"是什么原因造成的?"在过去的四分之三个世纪里,他曾多次重复这个问题。我们现在知道,困扰拉比的μ子是仅依照其质量不同而分的三个类电子的粒子家族之一。     

神奇的离子枪

随着星际交往的日益频繁,星际普通语应运而生。到了高一,我就开始学习星际语言了。嘿,我也真有这方面的天赋,每次考试都是第一。这算不了什么,我还用星际语言写了一篇侦探小说,笔名179这个代号就像007一样神奇,轰动了整个宇宙。自此,179就成了我的代名字,使我忙得不亦乐乎,整日奔波于各个星球,扮演起了星际刑警的角色。这不,H星的安全部发来一封邀请函,说H星发生了一起离奇的枪击案,令众多星级刑警百思不得其解。在百般无奈之下,请求我紧急赶到H星,帮助他们破案。天呐!为什么偏偏要在这个时候来打扰我?要知道,我正在为天体物理学这门功课…     

中微子:宇宙幽灵

<正>中微子和它们奇异亚原子行为,可能有助于我们了解高能粒子、正在爆发的超巨星,以及物质本身的起源。为什么在稳定地照亮黑暗宇宙数百万年后,一颗超巨大的恒星——超巨星会突然在一阵超明亮(亮度超过1000亿颗恒星发光的总和)中爆发?深空中有什么奇异天体,在以宇宙中已知最高的能量发射粒子?最令人困惑的问题或许是为什么宇宙会包含物质?这些奥秘已经困扰了天体     

非平衡态统计物理原理新进展

提出了一个新的非平衡态统计物理基本方程以取代现有的Ｌｉｏｕｖｉｌｌｅ方程,这就是６Ｎ维相空间反常Ｌａｎｇｅｖｉｎ方程或其等价的Ｌｉｏｕｖｉｌｌｅ扩散方程。这个方程是时间反演不对称的。它表明,统计热力学系统内的粒子运动形式同时具有漂移扩散二重性,统计热力学的运动规律虽受动力学制约,却不遵守Ｎｅｗｔｏｎ动力学方程,而其本质则是随机性的。粒子的随机扩散运动虽是宏观不可逆性的微观起源。由这个基本方程出发,     

视野

防外星人地球人应低调?我们是否生活在星系生态系统?我们是否有朝一日会撞见与我们争夺银河系资源的外星人?如果我们太高调,我们会不会最终被外星人消灭、同化或吃掉?有科学家最近提出,我们之所以至今未找到外星人,或许是由于只有诡计多端的外星人才能在星际演化