阿尔文波和离子非共振相互作用的研究

日冕和太阳风中等离子体的加热/加速机制是太阳和空间物理的重大问题之一。不同于一般文献中强调波与粒子共振相互作用的想法，本项目拟采用解析理论分析结合一定的试探粒子或混合模拟方法，（1）自恰地研究Alfven波对离子的非共振加热/加速过程以及Alfven的激发过程；（2）研究Alfven波（或动理Alfven波）通过各种不同的非共振相互作用机制对离子进行加热/加速的内在联系或共同物理本质；（3）结合日冕和太阳风中的物理条件，分析通过非共振波粒相互作用，Alfven波对日冕和太阳风等离子体中不同离子的加热/加速效率和有效性。相关的研究成果将增进我们对日冕和太阳风加热/加速过程的了解，具有重要的科学意义。

日冕和太阳风的加热/加速机制是日地空间物理的重大基础问题之一，观测表明内禀阿尔文波在日地行星际空间广泛存在。本项目采用等离子体物理的准线性理论以及实验离子模拟方法，结合太阳大气和行星际空间中不同区域的物理环境参数，研究了内禀阿尔文波与太阳大气过渡层、日冕以及太阳风中质子和少数离子的非共振相互作用和共振相互作用过程，提出了一种宁静日冕的加热理论，一种通过阿尔文波的拾起过程对日冕和太阳风中少数离子进行优先加热/加速的物理机制，并详细分析了波与离子非共振相互作用和共振相互作用在该加热/加速过程中的复合作用，理论模拟结果和观测也符合得很好。其次，我们还研究了内禀阿尔文波对等离子体中一般的波粒共振相互作用的影响，并在此基础上发现了一种新的电磁不稳定性。最后，我们提出了一种通过阿尔文波等低频等离子体波动对太阳射电辐射的调制作用，产生观测到的太阳射电暴精细结构的物理模型。这些研究结果对我们了解阿尔文波与离子相互作用中最根本的微观物理过程，其在太阳大气异常加热及其它太阳物理活动现象中的可能作用，均具有重要意义。