Dissipation and particle acceleration in collisionless shock waves
Dissipation and particle acceleration in collisionless shock waves
批准号:
2502298
负责人:
金额:
$0.0万
依托单位国家:
英国
项目类别:
Studentship
财政年份:
2020
资助国家:
英国
项目状态:
已结题
起止时间:
2020 至 --
中文摘要
地球磁场对太阳风形成障碍,在地球周围产生一个动态空洞,称为磁层。当太阳风在磁层上方流动的速度快于局部波速时,激波就会在磁层前面形成,其方式类似于子弹或超音速喷气式飞机形成的音爆。太空中的冲击波也可以在超新星、日冕物质抛射和恒星周围观察到。在太空中,冲击波不能通过粒子碰撞来耗散能量,因为密度太低了。相反,必须对粒子尺度的电磁等离子体过程负责。然而,导致激波加热和加速的不同现象之间的平衡还没有完全被了解。最近的航天器观测和模拟表明,在一些激波的过渡层内可以发生湍流和磁重联。然而,我们还不知道这些过程对更广泛系统中的等离子体加热有多重要,也不知道它们是否有助于高能宇宙射线的产生。在这个项目中,学生将使用来自NASA的磁层多尺度和帕克太阳探测器等航天器的现场卫星数据,以及高性能的并行等离子体模拟。通过比较观测和计算方法获得的数据,他们将识别不寻常的等离子体结构,并描述嵌入激波内部的湍流过渡区。学生将有机会定期与国际团队接触,并为我们理解冲击波如何在太空中重新分配能量做出重大贡献。
英文摘要
Earth's magnetic field forms an obstacle to the solar wind, generating a dynamic cavity around Earth known as the magnetosphere. As the solar wind flows over the magnetosphere faster than the local wave speed, a shock wave forms ahead of the magnetosphere in similar fashion to the sonic boom formed by a bullet or supersonic jet. Shock waves in space are also observed around supernovae, coronal mass ejections, and stars. In space, shock waves cannot dissipate energy with particle collisions, because the density is much too low. Instead, particle-scale electromagnetic plasma processes must be responsible. However, the balance of different phenomena that can contribute to heating and acceleration by shock waves is not yet fully understood.Recent spacecraft observations and simulations have shown that turbulence and magnetic reconnection can occur within the transition layer of some shock waves. However, we do not yet know how significant these processes are to plasma heating in the broader system, or if they can contribute to the generation of high energy cosmic rays.During this project, the student will use both in situ satellite data from spacecraft such as NASA's Magnetospheric Multiscale and Parker Solar Probe, and high-performance, parallelised plasma simulations. Using comparisons of data obtained by observational and computational methods, they will identify unusual plasma structures and characterise the turbulent transition region embedded inside shock waves. The student will have the opportunity to regularly engage with international teams and make significant contributions to our understanding of how shock waves repartition energy in space.
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环形等离子体中的离子漂移波不稳定性和湍流的保结构Particle-in-Cell模拟
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批准号:11905220
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2019
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负责人:肖建元
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依托单位:
高效率单细胞分析微流控芯片的机理研究
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批准号:31970754
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:何立群
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依托单位:
酵母RNase MRP的结构及催化机制研究
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批准号:31900929
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2019
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负责人:兰鹏飞
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依托单位:
基于多禁带光子晶体微球构建"Array on One Particle"传感体系
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批准号:21902147
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:27.0万元
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批准年份:2019
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负责人:崔杰铖
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依托单位:
微流控技术构筑分子型胶体光子晶体微珠及其在光催化领域的应用研究
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批准号:21703197
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2017
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负责人:尹苏娜
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依托单位:
引入昆虫复视机制的粒子滤波算法及其视觉伺服应用研究
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批准号:61175096
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2011
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负责人:赵清杰
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依托单位:
电子聚焦电场增强等离子体离子注入/沉积基本理论研究
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批准号:11075012
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项目类别:面上项目
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资助金额:48.0万元
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批准年份:2010
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负责人:李刘合
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依托单位:
微复型过程中聚合物流动填充机理的可视化实验分析
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批准号:50975227
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项目类别:面上项目
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资助金额:38.0万元
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批准年份:2009
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负责人:魏正英
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依托单位:
空气污染(主要是diesel exhaust particle,DEP)和支气管哮喘关系的研究
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批准号:30560052
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2005
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负责人:元熙哲
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依托单位: