【原】獲得錢德拉·塞卡爾獎(jiǎng)北京大宗氏輻射帶電子的加速機(jī)制解析

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獲得錢德拉·塞卡爾獎(jiǎng)北京大宗氏輻射帶電子的加速機(jī)制解析

2025.08.26

中國(guó)北京大學(xué)、澳門科技大學(xué)教授宗秋剛被選為頒發(fā)給對(duì)等離子物理學(xué)進(jìn)步做出貢獻(xiàn)的研究者的錢德拉·塞卡爾獎(jiǎng)的第12屆獲獎(jiǎng)?wù)摺?地球周邊放射線帶的電子加速機(jī)制的闡明等得到了評(píng)價(jià)。 亞太物理學(xué)會(huì)聯(lián)合等離子體物理分科會(huì)(菊池滿代表理事)發(fā)表的。

宗秋剛先生(亞太物理學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)提供)

頒獎(jiǎng)儀式于5日宣布:“對(duì)于宇宙等離子體物理學(xué)方面的卓越科學(xué)業(yè)績(jī)，特別是對(duì)于因到達(dá)地球磁環(huán)的行星間沖擊波激發(fā)的超低頻率波動(dòng)引起的漂移共振所引起的輻射帶電子的加速機(jī)制的闡明以及為了宇宙空間探索而創(chuàng)新的高能粒子測(cè)量機(jī)器的開發(fā)中的劃時(shí)代的貢獻(xiàn)。” 表彰儀式將在福岡市召開的第九屆亞太等離子物理學(xué)國(guó)際會(huì)議上，于下月22日舉行。

在地球的周圍，有作為高速飛行的高能量粒子的放射線被地球磁場(chǎng)捕捉到的區(qū)域“放射線帶”。 宗先生明確了構(gòu)成它的電子通過與地磁振動(dòng)“超低頻率( ULF )波動(dòng)”的相互作用來交換能量并加速的結(jié)構(gòu)。

雖然這個(gè)加速的結(jié)構(gòu)很費(fèi)解，但是可以通過樂器的比喻來說明。 從太陽(yáng)高速吹出的帶電粒子的聚集流“太陽(yáng)風(fēng)”和地球磁環(huán)的力平衡的邊界稱為“磁環(huán)邊界”。 由于磁環(huán)成為太陽(yáng)風(fēng)的障礙物而產(chǎn)生的沖擊波，像鼓槌一樣敲打在這里。 這可能會(huì)成為導(dǎo)火索，“就像天上的音樂家在彈地球的磁性吉他弦一樣”，引起磁力線的強(qiáng)烈共鳴。 據(jù)說這個(gè)共鳴的周期和放射線帶電子的運(yùn)動(dòng)周期一致等，能量傳遞到電子上引起加速。

磁環(huán)成為太陽(yáng)風(fēng)( Solar Wind )的障礙而產(chǎn)生的沖擊波( Interplanetary shock )像鼓槌一樣敲擊磁環(huán)邊界。 經(jīng)過像彈吉他弦一樣的現(xiàn)象等，達(dá)到電子的加速(聯(lián)合提供)

這樣的高能電子會(huì)引起人造衛(wèi)星的故障，有成為宇航員被輻射的主要原因的危險(xiǎn)，也被稱為“殺手電子”。 據(jù)悉，宗氏主導(dǎo)開發(fā)的電子測(cè)量裝置搭載在12顆人造衛(wèi)星上，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，與宗氏研究小組開發(fā)的殺手電子的預(yù)測(cè)模型等一起，為中國(guó)的宇宙天氣預(yù)報(bào)做出了貢獻(xiàn)。 宇宙天氣預(yù)報(bào)主要是以太陽(yáng)活動(dòng)的觀測(cè)為基礎(chǔ)，預(yù)測(cè)對(duì)人造衛(wèi)星等的影響的措施。 宗氏還參與了日歐的水星探測(cè)計(jì)劃“貝皮科倫”等主要的國(guó)際研究。

宗氏1965年出生于中國(guó)江西省。 在四川大學(xué)獲得物理學(xué)學(xué)士學(xué)位，在德國(guó)馬克斯·普朗克太陽(yáng)系研究所和布朗什拜克理工大學(xué)獲得博士學(xué)位。 曾任美國(guó)波士頓大學(xué)高級(jí)研究員、麻省大學(xué)教授等職，2007年起任北京大學(xué)教授。 他還擔(dān)任了該大行星宇宙科學(xué)中心主任。 23年9月起任澳門科技大學(xué)月球行星科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室所長(zhǎng)兼主任教授。 也有在早稻田大學(xué)擔(dān)任日本學(xué)術(shù)振興會(huì)研究人員的經(jīng)驗(yàn)。

錢德拉·塞卡爾獎(jiǎng)是為了紀(jì)念出生于印度的美國(guó)天體物理學(xué)家，1983年獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，對(duì)等離子物理學(xué)也做出了貢獻(xiàn)的斯拉夫馬尼亞·錢德拉·塞卡爾( 1910~95年)。 由亞太物理學(xué)會(huì)聯(lián)合等離子體物理部門(現(xiàn)分科會(huì))于2014年創(chuàng)立。

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