我国科学家完整演示日冕加热物理过程

来源：中国能源新闻网 时间：2026-10-30 11:04

　　中国能源新闻网讯 （记者 王可）近日，中核集团所属中国原子能科学研究院联合北京师范大学等高校及科研院所，依托我国神光II（SG-II）激光装置，首次在实验室完整演示纳耀斑通过磁重联加热日冕的物理过程，为破解“日冕加热”这一长期未解的重大科学难题提供了首个实验室定量基准。相关研究成果发表于国际物理学顶级期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）。

　　日冕是太阳的最外层大气，其温度反常升高现象是天文学领域的经典谜题。太阳核心区温度超千万摄氏度，表面光球层约为5500摄氏度，而远离核心的日冕层温度却反常飙升至百万摄氏度，这一反常现象被《科学》期刊列为当代天文学八大未解之谜之一。1988年科学家帕克提出“纳耀斑”理论，推测日冕中无数微小磁重联事件持续将磁能转化为热能，从而维持日冕高温，但该假说始终缺乏直接实验证据，而触发磁重联的微型电流片生成机制也始终未得到实验验证。近年来天文观测发现，日冕雨、日珥中普遍存在的瑞利-泰勒不稳定性，或可为微型电流片的自组织形成提供机理解释，但在纳耀斑尺度上仍缺少直接实验定量支撑。

　　此次研究中，团队利用神光II激光装置开展系列实验，通过强激光辐照靶材，成功在实验室环境下复现了磁重联现象；通过光谱测量证实磁重联区域温度显著升高；通过数值模拟确认，人为关闭磁场产生机制后增温效应随即消失，进一步证实磁重联是反常增温的主导机制。实验与分析表明，实验环境与日冕环境的关键无量纲参数高度匹配，证明此类过程的累积加热可支撑日冕百万度高温。此外，该研究所揭示的磁重联能量转换机制和采用的诊断技术，也可为理解聚变实验中的磁场能量释放提供参考，在惯性约束聚变等核工业相关领域具有重要应用前景。

　　据了解，此项研究由中国原子能科学研究院与北京师范大学、北京大学、国防科技大学、北京应用物理与计算数学研究所、哈尔滨工业大学、内蒙古大学及中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所共同开展，得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、原子能院创新基金、中国科学院战略性先导科技专项及财政部稳定支持项目资助，同时获得北京超算中心的算力支持与神光II装置运行团队的技术支持。

　　责任编辑：沈馨蕊