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青托人才成长故事—高新亮:“青托”助力青年学者成长
发布时间: 2022年4月26日

简介

高新亮,博士,中国科学技术大学副教授。主要研究方向为地球磁层中的波-波、波-粒相互作用。

高新亮在托举期间共发表36篇论文,其中20篇为第一作者/通讯作者,大部分发表在本领域权威期刊上(1区/2区top期刊);多次受邀在国内、国际会议做邀请报告;获批中科大重点方向培育基金1项,中科大青年创新重点项目1项,中科院先导B子课题1项(负责人之一);入选“仲英青年学者”。2018年4月被聘为中科大副教授;2020年担任国家级英才班“赵九章英才班”班主任。指导学生9名,其中所指导的研究生3人次获得国家研究生奖学金。

 

“青托”助力青年学者成长

 

地球辐射带位于高度1000-40000公里的广阔磁层空间,该区域中充斥着大量相对论能量(>1 MeV)电子。气象卫星和全球导航卫星所运行的轨道将会经过辐射带。由于这些电子能量极高,能够穿透卫星保护层,从而进入内部积累放电,破坏卫星的电子元件,严重影响卫星的运行和寿命。因此,掌握地球辐射带电子的演化规律对于航空航天事业以及人类活动都具有重要的实际意义。而主导地球辐射带演化的正是等离子体波动。

2017年,高新亮博士已经独立开展科研工作,研究聚焦于地球辐射带等离子体波动,但是限于有限的研究经费和研究团队,课题开展比较缓慢。幸运的是,通过中国空间科学学会的推荐,高新亮博士入选了中国科协第四届“青年人才托举工程”。这个学术平台能够持续资助青年研究学者,鼓励青年学者开展自选课题研究,不拘束缚、大胆创新。在该项目的支持和导师团队的指导下,高新亮博士围绕地球磁层等离子体波动激发和演化这一关键的科学问题,有机结合卫星资料分析和粒子模拟方法,从EMIC波激发、磁声波非线性相互作用、哨声波激发和演化等几个角度,深入开展了一系列磁层等离子体波动的研究工作。

在“青年人才托举工程”项目和中国科学技术大学的支持下,在导师团队的指导下,高新亮博士结合范艾伦探测器的高分辨率观测数据及OMNI网站提供的AE指数及太阳风动压Pd参数,给出了地球磁层中电磁离子回旋波可由高能质子和太阳风动压增强两种不同机制激发的证据。传统观点认为,地球磁层中的磁声波(即离子的伯恩斯坦波)是通过不稳定的环状分布质子来激发的。然而,最新的卫星观测以及粒子模拟结果都发现了意料之外的较低频的磁声波,这些磁声波的线性增长率几乎为零。利用粒子模拟方法,研究发现磁声波之间确实能够发生波波相互作用,并且能够激发较低频的磁声波。该结果为磁声波的激发提供了新的机制。合声波的一个典型频谱特征就是在0.5倍电子回旋频率附近往往会观测到一个功率极小值,通常被称为功率间隙现象(即power gap)。这一问题由来已久,至今仍没有定论。然而,合声波的功率凹陷的观测特征却没有系统的研究过。利用THEMIS卫星7年的高分辨率的电磁场数据,系统的研究了合声波功率凹陷的频率位置和宽度。该结果为深入研究合声波功率凹陷现象的机制提供了重要的信息。

基于前述工作,高新亮博士希望能够进一步构建地球辐射带等离子体波动的全球分布模型,深入探索等离子体波动和辐射带电子的相互作用,为构建空间天气预报模型提供理论依据。在“青托”项目的支持下,高新亮博士于2018年由特任副研究员转为中国科学技术大学副教授,开始承担本科生基础课程的教学工作,并且指导了多名研究生,建立了磁层等离子体波动研究小组,并于2020年入选“仲英青年学者”。在这三年的教学与科研工作中,高新亮博士潜心钻研,踏实工作,努力为我国空间科学的发展贡献一份力量。