Пять самых насущных проблем физики
Источники:
http://blogs.scientificamerican.com/observations/2013/10/25/physics-bigg…
http://compulenta.computerra.ru/veshestvo/fizika/10009764/
Вопросы без ответа, которые, по собственному признанию физиков, лишают их сна.
Журнал Symmetry Magazine (издаваемый двумя американскими физическими лабораториями с государственным финансированием) попросил специалистов по физике элементарных частиц назвать вопросы, на которые они больше всего хотели бы получить ответы. Вот что из этого получилось.
Каким будет конец Вселенной?
Поэт Роберт Фрост однажды поинтересовался, во льду или в пламени погибнет мир, и физики до сих пор не могут ответить на этот вопрос. Стив Уимпенни из Калифорнийского университета в Риверсайде замечает, что разгадка во многом зависит от тёмной энергии, которая остаётся неизвестным членом уравнения. Тёмная энергия ответственна за ускоряющееся расширение Вселенной, но ее происхождение — тайна, покрытая мраком.
Если тёмная энергия постоянна в течение долгого времени, нас, вероятно, ждёт «большое замораживание»: Вселенная продолжит расширяться всё быстрее, и в конечном счёте галактики настолько удалятся друг от друга, что нынешняя пустота космоса покажется детской забавой. Если тёмная энергия возрастает, расширение станет настолько быстрым, что увеличится пространство не только между галактиками, но и между звёздами, то есть сами галактики будут разорваны; этот вариант называется «большим разрывом». Ещё один сценарий состоит в том, что тёмная энергия уменьшится и уже не сможет противодействовать силе тяжести, что заставит Вселенную свернуться («большое сжатие»). Ну а суть в том, что, как бы ни разворачивались события, мы обречены. До этого ещё, впрочем, миллиарды или даже триллионы лет — достаточно, чтобы разобраться в том, как же всё-таки погибнет Вселенная.
Бозон Хиггса не имеет абсолютно никакого смысла. Почему же он существует?
Этот вопрос предложен Ричардом Руисом из Питсбургского университета.
За шуточной формой стоит реальная нехватка понимания природы частицы, обнаруженной в прошлом году на Большом адронном коллайдере. Бозон Хиггса объясняет, как все остальные частицы приобретают массу, но в то же время поднимает множество новых вопросов. Например, почему бозон Хиггса взаимодействует со всеми частицами по-разному? Так, t-кварк взаимодействует с ним сильнее, чем электрон, из-за чего масса первого намного выше, чем у второго. «Это единственный пример “неуниверсальной” силы в Стандартной модели», — подчёркивает г-н Руис. Кроме того, бозон Хиггса — первая элементарная частица с нулевым спином. «Перед нами совершенно новая область физики элементарных частиц, — говорит учёный. — Мы понятия не имеем, какова её природа».
Почему Вселенная сбалансирована таким образом, что жизнь может существовать?
Если бы Вселенную сотворил не Бог, а слепой случай, нас просто не было бы. В этом высказывании есть доля истины. Действительно, галактики, звёзды, планеты, люди возможны только во Вселенной, которая первое время расширялась со строго определённой скоростью.
За расширение отвечает центробежное давление тёмной энергии, которое противостоит направленной внутрь силе тяготения, определяемой массой Вселенной, основную долю коей составляет нечто невидимое, названное тёмной материей. Если бы соотношение этих сил было иным (если бы толчок тёмной энергии вскоре после рождения Вселенной оказался чуть более сильным) — пространство расширялось бы слишком быстро, и ни галактики, ни звёзды просто не смогли бы образоваться. Если бы тёмная энергия давила чуть слабее, Вселенная вновь свернулась бы. Так почему же, спрашивает Эрик Рамберг из Национальной ускорительной лаборатории им. Энрико Ферми, они настолько хорошо уравновешены, что возникла та Вселенная, в которой мы живём? «Нам неизвестна фундаментальная причина этого баланса, — подчёркивает специалист. — Нет сомнений, что количество тёмной энергии во Вселенной — наиболее точно настроенный показатель во всей физике».
Откуда берутся астрофизические нейтрино?
Теория предсказывает, что чрезвычайно высокоэнергетические нейтрино порождаются столкновениями быстрых заряженных частиц (космических лучей) с частицами света (фотонами) в космическом микроволновом фоновом излучении, которым пронизана вся Вселенная.
Но что приводит этот процесс в движение и как космические лучи ускоряются — неизвестно. Ведущая гипотеза, у которой нет никаких доказательств, состоит в том, что начало космическим лучам даёт вещество, попадающее в голодные сверхмассивные чёрные дыры в центрах галактик. Возможно, получившиеся в результате нейтрино летят настолько быстро, что у каждой крошки столько же энергии, сколько в бейсбольном мяче, хотя в последнем миллиарды миллиардов атомов. «Мы ничего не знаем об их природе, — говорит Абигейл Вирегг из Института космологической физики им. Кавли Чикагского университета, предложившая вопрос. — Вот когда узнаем, тогда и наведём справки об источниках, которые разгоняют эти частицы до чрезвычайно высоких энергий».
Почему случилось так, что Вселенная состоит из материи, а не антиматерии?
Антиматерия — та же материя: она обладает точно такими же свойствами, как вещество, из которого состоят планеты, звёзды, галактики. Отличие только одно — заряд. Согласно современным представлениям, в новорождённой Вселенной того и другого было поровну.
Вскоре после Большого взрыва материя и антиматерия аннигилировали друг друга. Спрашивается, как так вышло, что некоторое количество материи всё-таки осталось? Почему именно материя добилась успеха, а антивещество проиграло «перетягивание каната»? Чтобы объяснить это неравенство, учёные усердно ищут примеры нарушения CP-инвариантности, то есть процессов, при которых частицы предпочитают распадаться с образованием материи, но не антиматерии. «Прежде всего хотелось бы понять, различаются ли нейтринные осцилляции между нейтрино и антинейтрино, — говорит поделившаяся вопросом Алисия Мэрино из Колорадского университета. — Ничего подобного до сих пор не наблюдалось, но мы надеемся на следующее поколение экспериментов».
Современные проблемы механики и физики космоса
Добавить к сравнению
Сборник посвящён актуальным проблемам изучения космического пространства и описывает задачи планетной космогонии, физические свойства среды, исследования Луны и планет Солнечной системы, некоторые проблемы космической технологии и перспективные проекты.
Рассматриваются вопросы механики движения небесных тел, в том числе динамика и устойчивость движения двойных астероидов, эволюция далёких спутниковых орбит в системах планет”=гигантов, проблемы миграции комет и астероидов и астероидной опасности. Обсуждаются теоретические и модельные подходы к изучению турбулентных неоднородных сред и исследованию физических процессов в газах с использованием уравнения Больцмана и его аналогов, имеющие ключевое значение для многих проблем физики космоса. Материалы сборника охватывают наиболее актуальные направления космических исследований. По своему содержанию, структуре и широте охвата материала данное издание, обобщающее современный уровень знаний по проблемам механики и физики космоса, не имеет аналогов в отечественной и зарубежной литературе.
| Под редакцией |
Сб. |
| Издательство | ООО “Физматлит” |
| Дата издания | 2003 |
| Кол-во страниц | 584 |
| ISBN | |
| Тематика |
Фундаментальная и прикладная физика. |
| № в каталоге | 387 |
Категории: Научная литература
Grand Challenge for Space Physics
Введение
Новый главный редактор Specialty традиционно пишет статью Grand Challenge, излагая видение области: ср. предыдущий Grand Challenge для космической физики (von Steiger, 2013). В настоящем «Большом вызове» рассматривается подмножество основных нерешенных вопросов космической физики.
Выбранные вопросы представляют собой видный и разнообразный выбор из разных областей космической физики. Выборы или курс отражают предвзятость и ограниченную осведомленность автора. Несколько важных тем, которые здесь не обсуждаются, — это физика ускорения частиц, перенос частиц, физика ионосферы и космическая погода.
Некоторые другие недавние статьи, в которых собраны нерешенные вопросы космической физики: Denton et al., 2016, Borovsky et al., 2020a и Denton (2020) по магнитосфере, недавняя статья Viall and Borovsky (2020) по солнечному ветру , а недавняя статья Heelis and Maute (2020) для ионосферы. Некоторые более ранние коллекции представляют интерес: Goldstein (2001) и Akasofu (2005).
Происхождение и ускорение солнечного ветра
Существует несколько важных нерешенных вопросов, касающихся происхождения и ускорения плазмы солнечного ветра и происхождения гелиосферной магнитной структуры. Быстрый альфвеновский солнечный ветер явно возникает из корональных дыр на Солнце, но детали выхода плазмы на открытые силовые линии магнитного поля пока неизвестны, нагрев и ускорение плазмы еще не поняты, а происхождение вездесущего распространяющиеся наружу альфвеновские флуктуации неизвестны.
Для более медленных альфвенских и неальфвенских типов солнечного ветра спорны даже места на поверхности Солнца, откуда берется ветер, в дополнение к тому, что высвобождение и ускорение неизвестны. Недавние обзоры подготовлены Cranmer et al., 2017 и Marsch (2018).
Связь солнечного ветра и магнитосферы
Понимание управления магнитосферно-ионосферной системой Земли солнечным ветром имеет основополагающее значение для понимания динамики магнитосферы и прогнозирования космической погоды. Удивительно, но есть много неизвестных, и понимание связи было затруднено из-за того, что 1) несколько механизмов работают одновременно и 2) измерения солнечного ветра на L1 не обеспечивают адекватного мониторинга мелкомасштабной магнитной структуры солнечного ветра. что попадает на Землю. Нерешенными вопросами являются механизмы, лежащие в основе входа массы солнечного ветра в магнитосферу (и контролирующие факторы солнечного ветра), механизмы вязкого взаимодействия (и контролирующие факторы солнечного ветра), полные детали глобального воссоединения дневной стороны (и контролирующие факторы солнечного ветра), как работает насыщение потенциала полярной шапки, а также физика переходных процессов вверх по течению и их влияние на земную систему.
Наконец, влияние состояния магнитосферы на величину связи остается неизвестным; в частности, обратная связь ионосферных потоков, действующих с запаздыванием во времени, нагружает пересоединение на дневной стороне и уменьшает связь во время штормов. Недавние обзоры можно найти в D’Amicis et al., 2020, Borovsky (2021a) и Walsh and Zou (2021).
Полярное сияние и магнитосфера ночной стороны
После десятилетий исследований физические механизмы, действующие в магнитосфере ночной стороны и управляющие различными типами оптического полярного сияния, изучены плохо. Ярким примером является покоящаяся (фаза роста) авроральная дуга: существуют разногласия относительно того, связаны ли эти дуги в атмосфере магнитным образом с диполярной магнитосферой, с околоземным хвостом магнитосферы или с переходной областью между ними. два. Неизвестны не только физические механизмы магнитосферы, которые подают ток и напряжение в дуги, но и форма энергии, преобразуемой из магнитосферы для питания дуг, неизвестна.
Давно существует желание использовать наземные наблюдения полярных сияний в качестве «телеэкрана» для наблюдения за динамическими процессами, происходящими в ночной магнитосфере (Akasofu, 1965; Mende, 2016a,b), но до сих пор не обнаружен Розеттский камень для интерпретации этих наблюдений. Корень проблемы заключается в том, что неопределенности в магнитном картографировании между ионосферой и экваториальной магнитосферой не позволяют связать измерения магнитосферных космических аппаратов с конкретными наблюдениями атмосферных полярных сияний. Недавние обзоры можно найти в Lanchester (2017) и в Borovsky et al., 2020b.
Атмосферное воздействие энергетических частиц
Энергетические частицы, выпадающие в атмосферу, связаны с атмосферной химией и атмосферным электричеством. Особое значение имеют релятивистские электроны из радиационного пояса магнитосферы и энергичные протоны из солнечных протонных событий: обе популяции депонируют свою энергию в средней атмосфере значительно ниже ионосферы.
Энергетические частицы могут изменить химический состав атмосферы NO 9.0023 x (оксиды азота), HO x (нечетный водород) и O 3 (озон), изменяющие радиационное охлаждение атмосферы Земли. Осаждение энергичных частиц также вызывает электрическую проводимость в атмосфере на высотах, где проводимость обычно слабая. В вертикальном электрическом поле хорошей погоды в пределах промежутка проводимости Земля-ионосфера эта повышенная проводимость может позволить заряду переноситься вертикально. Особый интерес здесь представляют интенсивные локализованные микровсплески релятивистских электронов из радиационного пояса, которые могут создавать локальные каналы проводимости, электрически соединяющие проводящую ионосферу со средней атмосферой. Влияние энергичных частиц на атмосферу является связующим звеном между космической физикой и наукой о Земле. Недавние обзоры можно найти в Sinnhuber and Funke (2020) и Marshall and Cully (2020).
Глобальная гелиосфера
Фундаментальный интерес представляют размер и форма глобальной гелиосферы, ее взаимодействие с местной межзвездной средой и зависимость солнечного цикла гелиосферы от типов солнечного ветра, испускаемого Солнцем.
Наблюдения за внешней гелиосферой, завершающей ударной волной, гелиооболочкой и локальной межзвездной средой проводились в течение десятилетия или около того как с помощью приборов in situ , так и дистанционно с использованием изображений нейтральных атомов. Для глобальной гелиосферы не до конца известны роль космических лучей, нейтральных атомов, энергизации частиц при прекращении ударной волны, процессов перезарядки, турбулентности и магнитного пересоединения. Недавнюю информативную статью можно найти в Kornblueth et al., 2021.
Турбулентность
В солнечном ветре во всей гелиосфере флуктуации скорости и магнитного поля наблюдаются на всех пространственных масштабах: в силу очень высоких чисел Рейнольдса флуктуаций естественно предположить, что в солнечной ветер. Фурье-спектры флуктуаций солнечного ветра указывают на аналогию с турбулентностью Навье-Стокса, где имеется активный инерционный диапазон турбулентности, который вызывается крупномасштабными энергосодержащими флуктуациями и рассеивается на меньших масштабах.
В солнечном ветре проявляются два очень разных сценария в зависимости от того, являются ли наблюдаемые флуктуации очень альфвеновскими или неальвеновскими. Давние проблемы турбулентности солнечного ветра связаны с тем, как нетурбулентные крупномасштабные флуктуации используются для запуска каскада турбулентной энергии в инерционных масштабах, как турбулентный каскад работает для альфвеновских флуктуаций по сравнению с неальфвеновскими флуктуациями, как турбулентные флуктуации рассеиваются в ионах. и нагрев электронов, и как турбулентность влияет на дальний перенос энергичных частиц через гелиосферу. Присутствует и вопрос о том, как неоднородность плазмы меняет действие турбулентности. Недавние исследования автора (Боровский, 2021b) поднимают вопросы о том, происходит ли турбулентное перемешивание в солнечном ветре, почему некоторые структуры в солнечном ветре не разрушаются турбулентностью и насколько активны (или ископаемы) наблюдается турбулентность на ветру. Недавние обзоры можно найти у Бруно и Карбоне (2016 г.
), у Матфея (2021 г.) и у Смита и Васкеса (2021 г.).
Магнитное пересоединение
Пересоединение магнитных силовых линий через токовые слои является очень важным плазмофизическим процессом для эволюции магнитных систем и для передачи магнитной энергии в нагрев плазмы и возбуждение частиц. Давние проблемы связаны с вопросами о том, как инициируется повторное подключение, с какой скоростью происходит повторное подключение и как прекращается повторное подключение. Более свежие проблемы сосредоточены на кинетических эффектах, действующих на повторное соединение, которые могут изменить способ его работы. После десятилетий сосредоточения внимания на воссоединении в двумерной геометрии исследуются вновь обнаруженные сложности трехмерного воссоединения и поднимаются новые вопросы. Недавний обзор Гессе и Кассак (2019 г.).
Будущие направления: системная наука
Сообщество исследователей космической физики все больше ценит методологию системной науки. В системной науке есть два аспекта: применение системного мышления (т.
е. учет всех соответствующих взаимосвязанных частей системы) и применение инструментов системного анализа. Например, методология системного мышления очень успешно помогла нам лучше понять эволюцию радиационных поясов Земли (Li and Hudson, 2019).). Системное мышление также приводит к новому пониманию важности в основном ненаблюдаемых популяций холодных ионов и холодных электронов в магнитосфере (Delzanno et al., 2021). В космической физике инструменты системного анализа в основном применялись к магнитосферно-ионосферной системе, управляемой солнечным ветром: например, были проведены исследования размерности различных показателей магнитосферы, были сделаны классификации динамического поведения системы. (например, хаотический, периодический, …), и поиск данных был сделан для доказательства самоорганизации. Глобальное численное моделирование (например, магнитосферы, движимой солнечным ветром) само по себе является искусственной системой, целью которой является имитация реальной системы: применение инструментов системного анализа к симуляциям является еще одним методом оценки качества численной схемы моделирования (Дельзанно и Боровский).
, 2022). Недавний обзор науки о магнитосферных системах можно найти в Borovsky and Valdivia (2018), а недавний обзор науки о системе ионосфера-термосфера можно найти в Heelis and Maute, 2020.
Будущие направления: наука о данных и машинное обучение
В условиях быстрого роста объемов данных и постоянного улучшения вычислительных возможностей наука о данных и машинное обучение приобретают все большее значение для исследований в области космической физики, особенно когда возникает необходимость совместного анализа различных типы наборов данных. Нейронные сети и методы глубокого обучения доказали свою эффективность в распознавании образов, анализе данных и преобразовании данных в модели. Прогнозирование космической погоды часто опирается на методы машинного обучения. Для научного анализа передовые статистические методы, такие как передача информации, выходят за рамки десятилетий стандартных методов корреляции. Недавний обзор науки о данных можно найти в McGranaghan et al.
, 2017, а недавний обзор машинного обучения — в Camporeale et al., 20189.0005
Границы и будущее космической физики
Будущее космической физики выглядит превосходно. В последнее десятилетие были возвращены захватывающие измерения космического аппарата с Solar Probe около Солнца (Versharen, 2019; Parker, 2019) на космический корабль Voyager, выходящий из гелиосферы в межзвездную среду (Richardson et al., 2019; Fraternale et al., 2019). ). Научные вопросы космической физики неотразимы, и вопросы развиваются по мере роста наших знаний. Мы с нетерпением ждем новых и инновационных миссий, измерений ионосферы, магнитосферы и солнечного ветра с помощью нескольких космических аппаратов, а также новых концепций глобальной визуализации. Ученые, вступающие в эту область, являются первоклассными и приносят с собой новые инструменты и новое мышление. Космическая физика является полностью международным предприятием.
В разделе “Космическая физика” журнала Frontiers будут публиковаться передовые оригинальные исследования, посвященные различным направлениям космической физики.
Журналы Frontiers возьмут на себя ведущую роль с темами исследований, предложенными и отредактированными международным сообществом космической физики, чтобы собирать и передавать нашу мудрость и определять направления исследований космической физики. Этот специальный главный редактор и все заместители редактора находятся на службе сообщества космических исследований.
Вклад автора
Автор JEB инициировал этот проект и написал рукопись.
Финансирование
JB был поддержан в Институте космических наук программой NSF GEM через грант AGS-2027569 и междисциплинарной научной программой НАСА HERMES через грант 80NSSC21K1406.
Конфликт интересов
Автор заявляет, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Примечание издателя
Все претензии, изложенные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно представляют претензии их дочерних организаций, издателя, редакторов и рецензентов.
Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или претензии, которые могут быть сделаны его производителем, не гарантируются и не поддерживаются издателем.
Благодарности
Автор выражает благодарность своим многочисленным коллегам-исследователям и сотрудникам Frontiers.
Ссылки
Акасофу, С.-И. (2005). «Давние нерешенные проблемы физики Солнца и физики магнитосферы», в Многомасштабное взаимодействие солнечно-земных процессов» . Редакторы А. Т. Ю. Луи, Ю. Камиде и Г. Консолини (Амстердам, Нидерланды: Elsevier). doi:10.1016/b978-044451881-1/50006-x
CrossRef Full Text | Google Scholar
Акасофу С.И. (1965). Аврора. Scientific Amer 213 (6), 55. doi:10.1038/scientificamerican1265-54
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar
Боровский Дж. Э., Бирн Дж., Эхим М. М., Фуджита С., Лысак Р. Л., Кнудсен Д. Дж. и др. (2020б). Спокойные дискретные дуги полярных сияний: обзор механизмов магнитосферного генератора.
Космические науки. Rev. 216, 1. doi:10.1007/s11214-019-0619-5
CrossRef Full Text | Google Scholar
Боровский Дж. Э., Делзанно Г. Л., Вальдивия Дж. А., Моя П. С., Степанова М., Бирн Дж. и др. (2020а). Нерешенные вопросы физики магнитосферной плазмы: взгляд Полленцо. Дж. Атмос. Солнечно-земная физика. 208, 105377. doi:10.1016/j.jastp.2020.105377
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Боровский, Дж. Э. (2021a). Удовлетворительно ли наше понимание связи солнечного ветра и магнитосферы? Перед. Астрон. Космические науки. 8, 634073. doi:10.3389/fspas.2021.634073
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Боровский, Дж. Э. (2021b). Солнечно-ветровые структуры, не разрушаемые действием солнечно-ветровой турбулентности. Фронт. Астрон. Космические науки. 8, 721350. doi:10.3389/fspas.2021.721350
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Боровский, Дж. Э., и Вальдивия, Дж. А. (2018). Магнитосфера Земли: обзор и оценка системных наук.
Сурв. Геофиз. 39, 817–859. doi:10.1007/s10712-018-9487-x
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Бруно Р. и Карбоне В. (2016). Введение. Конспект лекций Phys. 928, 1–15. дои: 10.1007/978-3-319-43440-7_1
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Camporeale, E., Wing, S., and Johnson, JR (2018). Методы машинного обучения для космической погоды . Амстердам: Эльзевир.
Google Scholar
Кранмер С. Р., Гибсон С. Э. и Райли П. (2017). Происхождение окружающего солнечного ветра: влияние на космическую погоду. Космические науки. Ред. 212, 1345–1384. doi:10.1007/s11214-017-0416-y
CrossRef Full Text | Академия Google
Д’Амичис, Р., Теллони, Д., и Бруно, Р. (2020). Влияние турбулентности солнечного ветра на магнитосферную активность. Перед. физ. 8, 604857. doi:10.3389/fphy.2020.604857
CrossRef Full Text | Google Scholar
Дельзанно Г. Л.
, Боровский Дж. Э., Хендерсон М. Г., Ресендиз Лира П. А., Ройтерштейн В. и Веллинг Д. Т. (2021). Влияние холодных электронов и холодных ионов в физике магнитосферы. Дж. Атмос. Солнечно-земная физика. 220, 105599. doi:10.1016/j.jastp.2021.105599
CrossRef Full Text | Google Scholar
Дельзанно, Г. Л., и Боровский, Дж. Э. (2022). Необходимость системного научного подхода к глобальным моделям магнитосферы. Перед. Астрон. Космические науки. 9, 808629. doi:10.3389/fspas.2022.808629
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Дентон, М. Х., Боровский, Дж. Э., Степанова, М., и Вальдивия, Дж. А. (2016). Нерешенные проблемы физики магнитосферы. Ж. Геофиз. Рез. 121, 10783. doi:10.1002/2016ja023362
CrossRef Full Text | Google Scholar
Denton, MH (2020). «Некоторые нерешенные проблемы физики магнитосферы», в Магнитосферы в Солнечной системе (Нью-Йорк: Wiley).
Google Scholar
Fraternale Ф., Погорелов Н.
В., Ричардсон Дж. Д. и Торделла Д. (2019). Спектры магнитной турбулентности и перемежаемость в гелиооболочке и в локальной межзвездной среде. ApJ 872, 40. doi:10.3847/1538-4357/aafd30
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar
Гольдштейн М.Л. (2001). Основные нерешенные проблемы физики космической плазмы. Астрон. Космические науки. 277, 349–369. doi:10.1007/978-94-010-0904-1_47
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Хилис, Р. А., и Мот, А. (2020). Проблемы понимания ионосферы и термосферы Земли. Ж. Геофиз. Рез. 125, e2019JA027497. doi:10.1029/2019ja027497
Полный текст CrossRef | Академия Google
Гессе, М., и Кассак, П.А. (2019). Магнитное пересоединение в космических науках: прошлое, настоящее и будущее. Ж. Геофиз. Рез. 125, e2018JA025935. doi:10.1029/2018JA025935
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Корнблют М., Офер М., Балюкин И., Гкиулиду М., Ричардсон Дж. Д.
, Занк Г. П. и др. (2021). Развитие гелиосферы с расщепленным хвостом и роль неидеальных процессов: сравнение моделей BU и Москвы. Астрофиз. Дж. 923, 179. doi:10.3847/1538-4357/ac2fa6
CrossRef Full Text | Google Scholar
Ланчестер, Б. (2017). Некоторые оставшиеся загадки полярного сияния. Астрон. Геофиз. 58, 3–17. doi:10.1093/astrogeo/atx098
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Ли, В., и Хадсон, М.К. (2019). Радиационные пояса Ван Аллена Земли: от открытия до эры зондов Ван Аллена. Ж. Геофиз. Рез. Космическая физ. 124, 8319–8351. дои: 10.1029/2018ja025940
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar
Марш, Э. (2018). Солнечный ветер и кинетическая гелиофизика. Энн. Геофиз. 36, 1607–1630. doi:10.5194/angeo-36-1607-2018
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Маршалл, Р. А., и Калли, К. М. (2020). «Атмосферные эффекты и признаки высыпания электронов высоких энергий», в Динамическая потеря радиационных поясов Земли .
Редакторы А. Н. Джейнс и М. Е. Усанова (Амстердам, Нидерланды: Elsevier), 199–255. doi:10.1016/b978-0-12-813371-2.00007-x
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Маттеус, WH (2021). Турбулентность в космической плазме: кому она нужна? Физ. Plasmas 28, 032306. doi:10.1063/5.0041540
CrossRef Полный текст | Google Scholar
МакГранаган Р. М., Бхатт А., Мацуо Т., Маннуччи А. Дж., Семетер Дж. Л. и Датта-Баруа С. (2017). Открытие новых рубежей в геопространстве с помощью науки о данных. Ж. Геофиз. Рез. 122, 12586–12590. doi:10.1002/2017ja024835
CrossRef Full Text | Google Scholar
Mende, SB (2016a). Наблюдение за магнитосферой с помощью глобальной визуализации полярных сияний: 1. Observables. Дж. Геофиз. Рез. 121, 10623. doi:10.1002/2016ja022558
CrossRef Full Text | Google Scholar
Mende, SB (2016b). Наблюдение за магнитосферой с помощью глобальной визуализации полярных сияний: 2. Методы наблюдения. Ж. Геофиз. Рез. 121, 10638. doi:10.1002/2016ja022607
Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar
Паркер, Э. Н. (2019). Исследование внутренней солнечной атмосферы. Нац. Астрон. 4, 19–20. doi:10.1038/s41550-019-0985-7
CrossRef Full Text | Google Scholar
Ричардсон, Дж. Д., Белчер, Дж. В., Гарсия-Галиндо, П., и Бурлага, Л. Ф. (2019). Плазменные наблюдения гелиопаузы и межзвездной среды “Вояджером-2”. Нац. Астрон. 3, 1019–1023. doi:10.1038/s41550-019-0929-2
CrossRef Full Text | Академия Google
Зиннхубер, М., и Функе, Б. (2020). «Высыпание энергетических электронов в атмосферу», в Динамическая потеря радиационных поясов Земли . Редакторы А. Н. Джейнс и М. Е. Усанова (Амстердам, Нидерланды: Elsevier), 279–321. doi:10.1016/b978-0-12-813371-2.00009-3
Полный текст CrossRef | Google Scholar
Smith, CW, and Vasquez, BJ (2021). Движение и рассеяние турбулентности солнечного ветра: каковы доказательства? Перед.
Астрон. Космические науки. 7, 611909. doi:10.3389/fspas.2020.611909
CrossRef Full Text | Google Scholar
Вершарен, Д. (2019). На шаг ближе к тайнам Солнца. Природа 576, 219–220. doi:10.1038/d41586-019-03665-3
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar
Виалл, Н. М., и Боровский, Дж. Э. (2020). Девять нерешенных вопросов физики солнечного ветра. Ж. Геофиз. Рез. Космическая физ. 125, e2018JA026005. doi:10.1029/2018JA026005
PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google
фон Штайгер, Р. (2013). Космическая физика – большие задачи 21 века. Перед. физ. 1, 6. doi:10.3389/fphy.2013.00006
CrossRef Full Text | Google Scholar
Уолш Б.М. и Цзоу Ю. (2021). Роль магнитосферной плазмы в взаимодействии солнечного ветра и магнитосферы: обзор. Дж. Атмос. Солнечно-земная физика. 219, 105644. doi:10.1016/j.jastp.2021.105644
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Задача редактора по космической физике: решенные и нерешенные проблемы космической физики
Методические рекомендации
Начиная с первых космических исследований в 60-х годах, космическая среда всегда вызывала повышенный интерес в научном сообществе. От изучения планетарной магнитосферы до солнечной среды и местной межзвездной среды учеными получено огромное количество интересных…
Начиная с первых космических исследований в 60-х годах, космическая среда всегда вызывала повышенный интерес в научном сообществе. От изучения планетарной магнитосферы до солнечной среды и местной межзвездной среды ученые произвели огромное количество интересных исследований, которые дали нам более четкое представление о Космосе и его механизмах. Тем не менее, в этой области все еще есть открытые вопросы, даже если наша технология развивается быстрее, чем в прошлом.
Таким образом, этот вызов редактора призван оценить состояние космической физики, помочь исследователям ответить на нерешенные вопросы и открыть диалог о том, какие проблемы могут быть решены, а какие нет.
Главный редактор Specialty хотел бы пригласить критические, амбициозные и смелые материалы, которые могут дать новые идеи и стимулировать научные конструктивные дебаты вокруг настоящего и будущего состояния космической физики. Перед авторами стоит задача ответить на следующие вопросы:
• Есть ли решаемые задачи в космической физике?
• Существуют ли проблемы, которые, по мнению сообщества, решены, но таковыми не являются?
• Какие нерешенные вопросы в космической физике?
• В частности, каковы нерешенные вопросы космической физики, которым не уделяется должного внимания?
Авторы должны ответить на эти вопросы в статьях «Перспектива» и «Мнение», в которых представлены точки зрения и интерпретации конкретной области исследований в области космической физики. Также приветствуются обзоры, мини-обзоры, оригинальные исследования и краткие отчеты об исследованиях, посвященные текущим вопросам космической физики. Пожалуйста, ознакомьтесь с рекомендациями по типам статей здесь.
The Research Topic приглашает членов редакционной коллегии секции космической физики и приглашенных авторов.
Главные редакторы журнала Frontiers in Astronomy and Space Sciences запускают новую серию тем исследований, чтобы осветить текущие проблемы в области астрономии и космических наук. Другие названия этой серии:
в астрономическом приборостроении: достижения машинного обучения
Задача редактора в экзопланетах: новое поколение исследований экзопланет
Ключевые слова : космическая физика
Важное примечание :
Все вклады в эту тему исследования должны быть в рамках раздела и журнала, в который они представлены, как это определено в их заявлениях о миссии. Frontiers оставляет за собой право направить рукопись, выходящую за рамки рассмотрения, в более подходящий раздел или журнал на любом этапе рецензирования.