Exploring magnetic fields on the largest scales
探索最大尺度的磁场
基本信息
- 批准号:2307840
- 负责人:
- 金额:$ 42.01万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-09-01 至 2026-08-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Magnetic fields permeate the cosmos, including in clusters of galaxies where they extend for millions of light years. Recently, magnetic fields were discovered on even larger scales around clusters of galaxies in so-called "megahalos". These magnetic megahalos are important both because their existence challenges theories of the origins of magnetic fields and because they may play a part in the growth of large-scale structure in the universe. Traditional techniques to probe the magnetic field direction fail on these gigantic scales. A team from University of Wisconsin, Madison, have developed a new method, the Gradient Technique (GT), to measure the direction of magnetic fields in megahalos. The GT reveals the magnetic field direction by employing the properties of fluid turbulent motions that are affected by the magnetic field. Maps of magnetic fields obtained using the Chandra X-ray telescope and the LOw Frequency ARray (LOFAR) radio telescope will be used to (1) test theories of the origin of the magnetic field in megahalos, and (2) the part megahalo magnetic fields play in the acceleration of energetic particles and the development of structures within galaxy clusters. Students, both graduate and undergraduates, will be trained in applying the new technique to observational data, analyzing observations and testing theoretical predictions. The team will be actively involved in outreach involving high school students.The team will employ extensive numerical simulations to gauge the accuracy of GT in measuring magnetic fields. Cubes from Galaxy Cluster Merger Catalog will be used for this purpose. The results of the numerical simulations will be used to better understand the effect of key parameters on maps of the magnetic field derived from the GT method. These include plasma magnetization, turbulent Alfven number, the evolutional stage of the cluster and the resolution of the telescope. The GT magnetic maps of the parts of clusters where polarization measurements are possible, i.e., radio relics, will be compared with the available polarization data. The structure of magnetic fields in halos and relics will be compared for merging and relaxed clusters to evaluate the effect of cluster merger. The magnetic structure of clusters with different redshifts, dynamical states, with/without cool cores will be analyzed with the results compared to the theoretical predictions of turbulent dynamo theory. The effects of cosmic ray re-acceleration and propagation will be re-evaluated in view of the obtained magnetic field structure. The predictions of the heat-buoyancy instability in cool cores and magnetothermal instability in outskirts of the galaxy clusters will be compared with the obtained magnetic field data.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
磁场遍布宇宙,包括延伸数百万光年的星系团。 最近,在所谓的“巨晕”星系团周围发现了更大尺度的磁场。这些磁巨晕很重要,因为它们的存在挑战了磁场起源的理论,而且因为它们可能在宇宙中大规模结构的生长中发挥了作用。探测磁场方向的传统技术在如此巨大的尺度上失败了。 威斯康星大学麦迪逊分校的一个团队开发了一种新方法,即梯度技术(GT),用于测量巨晕中的磁场方向。 GT 通过利用受磁场影响的流体湍流运动的特性来揭示磁场方向。使用钱德拉X射线望远镜和低频阵列(LOFAR)射电望远镜获得的磁场图将用于(1)测试巨晕磁场起源的理论,以及(2)巨晕磁场在高能粒子加速和星系团内结构发展中所起的作用。研究生和本科生将接受培训,将新技术应用于观测数据、分析观测结果和测试理论预测。该团队将积极参与涉及高中生的推广活动。该团队将采用广泛的数值模拟来衡量 GT 在测量磁场方面的准确性。星系团合并目录中的立方体将用于此目的。数值模拟的结果将用于更好地理解关键参数对 GT 方法得出的磁场图的影响。其中包括等离子体磁化强度、湍流阿尔文数、星团的演化阶段和望远镜的分辨率。 可以进行极化测量的星团部分(即射电遗迹)的 GT 磁图将与可用的极化数据进行比较。将比较合并和松弛星团的晕和遗迹中的磁场结构,以评估星团合并的效果。将分析具有不同红移、动态状态、有/无冷核的团簇的磁结构,并将结果与湍流发电机理论的理论预测进行比较。根据所获得的磁场结构,将重新评估宇宙线再加速和传播的影响。对冷核心的热浮力不稳定性和星系团外围的磁热不稳定性的预测将与获得的磁场数据进行比较。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Alexandre Lazarian其他文献
原始惑星系円盤におけるダストの整列と偏光観測予測
原行星盘中的尘埃排列和偏振观测预测
- DOI:
- 发表时间:
2017 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
田崎亮;Alexandre Lazarian;野村英子 - 通讯作者:
野村英子
電波シンクロトロン放射強度の二点相関解析による超新星残骸磁場スペクトルの測定について
射电同步辐射强度两点相关分析测量超新星残余磁场谱
- DOI:
- 发表时间:
2017 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
霜田治朗;Alexandre Lazarian;井上剛志 - 通讯作者:
井上剛志
Grain alignment in the protoplanetary disks
原行星盘中的颗粒排列
- DOI:
- 发表时间:
2016 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Ryo Tazaki;Alexandre Lazarian;Hideko Nomura - 通讯作者:
Hideko Nomura
Alexandre Lazarian的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Alexandre Lazarian', 18)}}的其他基金
Collaborative Research: Studying Magnetic Fields in the Interstellar Medium
合作研究:研究星际介质中的磁场
- 批准号:
1816234 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Using Observations and Models to Study How Dust Grains Between the Stars Align
合作研究:利用观测和模型研究恒星之间的尘埃颗粒如何排列
- 批准号:
1715754 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Simulating Two-Fluid MHD Turbulence in Star Forming Molecular Clouds on the Blue Waters System
合作研究:模拟 Blue Waters 系统上恒星形成分子云中的两流体 MHD 湍流
- 批准号:
1713782 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: A Higher Order PDE Toolkit for Computational Mathematics and Astrophysical Turbulence
协作研究:计算数学和天体物理湍流的高阶偏微分方程工具包
- 批准号:
1622353 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Standard Grant
Quantitative insight into interstellar turbulence
对星际湍流的定量洞察
- 批准号:
1212096 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Observational testing of interstellar grain alignment theory
合作研究:星际颗粒排列理论的观测测试
- 批准号:
1109295 - 财政年份:2011
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Standard Grant
Towards Understanding Interstellar Turbulence
理解星际湍流
- 批准号:
0808118 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Continuing Grant
Collaborative Research: SHINE--Stochastic Particle Acceleration by Turbulence in Solar Flares
合作研究:SHINE——太阳耀斑中湍流的随机粒子加速
- 批准号:
0648699 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Continuing Grant
Collaborative Research: Turbulence and Particle Acceleration in Solar Flares
合作研究:太阳耀斑中的湍流和粒子加速
- 批准号:
0312282 - 财政年份:2003
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Continuing Grant
Fundamentals and Implications of Interstellar Turbulence
星际湍流的基本原理和影响
- 批准号:
0307869 - 财政年份:2003
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
基于慧眼-HXMT宽能段观测的X射线吸积脉冲星磁场研究
- 批准号:12373051
- 批准年份:2023
- 资助金额:55.00 万元
- 项目类别:面上项目
磁性薄膜和磁性纳米结构中的自旋动力学研究
- 批准号:11174131
- 批准年份:2011
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:面上项目
补偿性还是非补偿性规则:探析风险决策的行为与神经机制
- 批准号:31170976
- 批准年份:2011
- 资助金额:64.0 万元
- 项目类别:面上项目
精神分裂症进程中非对称性活跃脑结构改变的磁共振研究
- 批准号:81171275
- 批准年份:2011
- 资助金额:14.0 万元
- 项目类别:面上项目
精神分裂症记忆障碍的脑网络组学研究
- 批准号:91132301
- 批准年份:2011
- 资助金额:350.0 万元
- 项目类别:重大研究计划
基于多模态磁共振探索迟发性运动障碍神经环路结构和功能异常
- 批准号:81100999
- 批准年份:2011
- 资助金额:22.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于非血流信号的脑功能成像技术与探测研究
- 批准号:81071149
- 批准年份:2010
- 资助金额:35.0 万元
- 项目类别:面上项目
一种新的给药方式--耳后给药治疗内耳疾病的作用途径及机制研究
- 批准号:81070780
- 批准年份:2010
- 资助金额:28.0 万元
- 项目类别:面上项目
超顺磁性氧化铁-量子点双显像荷电量可控性正电荷纳米囊泡用于干细胞移植的MRI活体示踪
- 批准号:81071208
- 批准年份:2010
- 资助金额:35.0 万元
- 项目类别:面上项目
磁力显微镜对纳米尺度磁畴结构的定量研究
- 批准号:51071088
- 批准年份:2010
- 资助金额:38.0 万元
- 项目类别:面上项目
相似海外基金
Investigating Magnetic Fields in High-Mass Pre-stellar Cores using ALMA
使用 ALMA 研究高质量前恒星核心的磁场
- 批准号:
24K17100 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Atomic sensors for dark matter, rotation and magnetic fields
用于暗物质、旋转和磁场的原子传感器
- 批准号:
DP240100534 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Discovery Projects
MagMaR: Magnetic fields in Massive star-forming Regions
MagMaR:大规模恒星形成区域的磁场
- 批准号:
23K25917 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Mechanism of bone repair enhancement by pulsed magnetic fields using the zebrafish scale
利用斑马鱼鳞片的脉冲磁场增强骨修复的机制
- 批准号:
22KJ2574 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
POLSTAR Survey: Magnetic Fields in Star Forming Filaments
POLSTAR 巡天:恒星形成细丝中的磁场
- 批准号:
2309536 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Continuing Grant
Magnetic fields and the earliest stages of star cluster formation
磁场和星团形成的最早阶段
- 批准号:
2893056 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Studentship
The influence of magnetic fields and electrical conductivity variations on vortex formation
磁场和电导率变化对涡流形成的影响
- 批准号:
2881746 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Studentship
Modeling, measurement and prediction of cardiac magneto-stimulation thresholds
心脏磁刺激阈值的建模、测量和预测
- 批准号:
10734438 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Targeting the Auditory Control Network with Auditory Control Enhancement (ACE) in Schizophrenia
通过听觉控制增强 (ACE) 治疗精神分裂症的听觉控制网络
- 批准号:
10593386 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
The "Double M" Project: The Impact of Magnetism and Multiplicity on the Evolution of Massive Stars
“双M”项目:磁性和多重性对大质量恒星演化的影响
- 批准号:
23K19071 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 42.01万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up














{{item.name}}会员




