磁重联区模转换与波激发与传播研究

等离子体中的磁重联是引发实验室、空间、天体等离子体中很多快速能量转换、磁场拓扑变化、以及粒子加速加热等重要现象的关键过程。因此，其研究对于空间天气与空间观测、磁约束聚变等关系国民经济和国家发展的重大科学问题，以及诸如拓扑理论、流场理论等基础科学问题都是十分重要的。..实验室及空间等离子体中磁重联现象的理论、实验、与卫星观测研究揭示出离子惯性区的哨声波和电子惯性区的低混杂波在磁重联过程中起着重要的作用。基于我们过去在等离子体无碰撞快磁重联方面的研究成果、以及卫星观测数据分析和波共振与模式转换的理论，我们通过这一项目的研究，发展一种磁重联区的模式转换及波激发与转播模型：包括离子惯性区附近的模式转换过程，哨声波与低混杂波的激发与传播，电子惯性区里的动力学过程，以及湍流引起的反常电阻的可能机制等。

磁重联是实验室、空间、天体等离子体中快速能量转换、磁场拓扑变化、以及粒子加速加热等重要现象的关键物理过程。其研究对于空间天气与空间观测、磁约束聚变等关系国民经济和国家发展的重大科学问题，以及诸如拓扑理论、流场理论等基础科学问题都是十分重要的。.实验室及空间等离子体中磁重联现象的理论、实验、与卫星观测研究揭示出离子惯性区的哨声波和电子惯性区的低混杂波在磁重联过程中起着重要的作用。基于过去在等离子体无碰撞快磁重联方面的研究成果、卫星观测数据分析和波共振与模式转换的理论，我们通过这一项目的研究：.1）发展了磁重联区的模式转换及波激发与转播（特别是离子惯性区哨声波与低混杂波的激发与传播）的理论模型，并应用于Alfvén共振层中哨声波的激发与演化研究；.2）结合地面实验室研究，利用强激光等离子体驱动快磁重联，物理模拟了太阳耀斑的磁重联物理过程；.3）揭示了剪切流对快磁重联过程的影响，发现垂直于磁重联平面的剪切流不仅显著影响了磁重联率和Hall磁场分布，而且会导致所谓“二级磁岛”（secondary island）现象；.4）在磁约束聚变等离子体中的快磁重联研究方面（包括双撕裂模演化和锯齿驱动新经典撕裂模等）取得了新进展。