科研动态｜我院核聚变与等离子体研究团队在《Physical Review Letters》上发表重要研究成果

　　近日，我院核聚变与等离子体研究团队在弱磁化等离子体自组织过程研究中取得突破性进展，研究发现了轴向磁场约束下等离子体自发形成的一种全新三维螺旋形旋转结构，并揭示了其演化特性与形成机制，为已有的实验观测提供了全新的分析角度。该成果以“Three-Dimensional Helical-Rotating Plasma Structures in Beam-Generated Partially Magnetized Plasmas”为题在线发表于国际著名期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。

　　弱磁化等离子体的自组织现象一直是等离子体物理研究关注的一项关键科学问题。前期的研究认为，此类等离子体主要形成二维的角向辐条型结构，而我院研究团队通过系统地研究电子束电离所产生的弱磁化等离子体特性，发现其可自发地发展为集体的三维螺旋状旋转模式。研究发现，这种三维螺旋结构的自组织过程主要由剪切效应激发的Diocotron不稳定性引起。研究团队进一步建立了解析模型，并开展了初步的实验验证工作。本研究揭示了弱磁化等离子体中角向结构的新模式及其产生的物理机制。研究对于弱磁化电子束等离子体在刻蚀、材料表面改性、电推力器等领域的应用具有重要意义。

图1 弱磁化电子束等离子体中三维螺旋结构的形成过程

　　我院陈坚副教授为论文的第一作者及共同通讯作者，我院王志斌教授和余羿副教授为论文共同通讯作者，普林斯顿大学Andrew T. Powis博士和Igor D. Kaganovich教授为论文合作作者。研究工作获得了国家自然科学基金、广东省自然科学基金和国家重点研发计划的资助支持。

论文原文链接如下：

https://doi.org/10.1103/77dq-hxtq

图文：陈坚

初审：周越

审核：王志斌、刘李云

审核发布：徐瑶