新實驗揭示北極光的來源：電子在阿爾文波（Alfvén）上"沖浪"
時間：2025-12-08 05:12:09 來源：桑間濮上網 作者：知識 閱讀：696次
新實驗揭示北極光的來源：電子在阿爾文波（Alfvén）上"沖浪"
（神秘的地球uux.cn報道）據cnBeta：人類一直對極光的壯麗閃耀著的光芒感到著迷。現在，新實科學家們已經證明了與極光相關的驗揭電子是如何加速向地球移動的，在那里它們與高層大氣中的示北n上分子發生碰撞。這些碰撞導致了極光的極光發射。這項新的源電研究在實驗室中再現了極光上方的空間條件。它表明，爾文由地球磁場中的沖浪風暴發起的阿爾文波（Alfvén）可以加速電子，從而導致極光的新實明亮光芒。這些結果明確地證實了這個以前未被證實的驗揭假設。
新的示北n上實驗揭示了北極光的來源。科學家們證明了在類似于地球磁層中的極光條件下加速電子的阿爾文波。電離帶電粒子或等離子體是源電四種物質之一（與固體、液體和氣體一起），爾文在環繞地球的沖浪磁層中被發現。等離子體具有類似于液體和氣體的特性，但它們也有磁場和電場。漢內斯-阿爾文在1942年預言，等離子體可以支持波。這些波現在被稱為阿爾文波。
有一種理論之前得到了支持，即科學家們經常發現強大的電磁波，稱為阿爾文波，在極光上方向地球移動。根據這一理論，阿爾文波加速電子向地球移動，導致它們沉淀并產生極光。盡管天基測量為這一理論提供了強有力的支持，但這些測量的局限性阻礙了一個明確的測試。
為了克服這些限制，研究人員在加州大學洛杉磯分校（UCLA）基礎等離子體科學設施的大型等離子體裝置（LAPD）上進行了實驗室實驗，這是一個由能源部和國家科學基金會共同支持的國家合作研究設施。在一個重現地球磁層條件的實驗室實驗中，研究小組向LAPD室發射阿爾文波，然后測量被阿爾文波電場加速的電子。
測量結果顯示，這些特殊的電子在波的電場作用下發生了共振加速，類似于沖浪者抓住了一個波，并被波持續加速。這種波的能量轉移到被加速的電子的現象被稱為朗道阻尼。研究小組將對波的電場和電子的測量結合起來，產生了朗道阻尼的電子加速的獨特特征。通過模擬和建模，他們表明實驗中測得的加速特征與預測的朗道阻尼特征一致。
實驗、模擬和建模的一致性提供了第一個直接的測試，表明阿爾文波可以產生加速的電子，從而引起極光。
(責任編輯：焦點)
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