航空航天

“張衡一號”衛星在電離層等離子體泡內發現靜電離子回旋波

中國科學院國家空間科學中心太陽活動與空間天氣重點實驗室李磊等人給出了令人信服的證據，即等離子體泡內存在離子回旋波。相關成果發表于《地球物理研究快報》（Geophysical Research Letters）。赤道等離子體泡是電離層F層的等離子體空腔結構，由日落后F層底部的電子耗空區向頂部抬升并向兩極擴展而形成，經常伴隨有電磁場的擾動。火箭、衛星對等離子體泡的原位探測已有數十年的歷史。然而，受到多普勒效應等因素的影響，來自等離子體泡的電磁場信號往往難以分析。文章借助“張衡一號”衛星較為完備的場和粒子測量，通過綜合分析電磁場、等離子體觀測數據，確認電離層等離子體泡內存在靜電離子回旋波。

“張衡一號”衛星觀測到等離子體泡內的電場波動情況（圖片來源于中國科學院國家空間科學中心）

微裂紋尖端撓曲電場演化過程實驗研究

華中科技大學航空航天學院鄧謙教授團隊與西安交通大學李群教授及申勝平教授團隊合作，基于力學加載下微裂紋尖端應變梯度場的變化規律，提出一種在微納米尺度下實時觀測撓曲電場演化過程的方法。相關成果發表于《納米通訊》（Nano Letters）。撓曲電效應是指介電材料中應變梯度和電極化之間的耦合。這種獨特的機電耦合效應近年來引起了力學、材料等領域的廣泛關注。由于撓曲電效應具有尺寸依賴性，其作用效果在微納尺度下更顯著。文章首次通過直接方法觀測到了微裂紋尖端附近撓曲電極化及表面電勢的演化過程。此外，這個方法還為撓曲電電子學、撓曲電光伏效應等多物理場現象的研究提供了新思路。

重子-介子相互作用研究進展

北京航空航天大學物理學院耿立升教授團隊及其國際合作者在強相互作用力的本質研究中取得重要進展。相關成果發表于《物理評論快報》（Physical Review Letters）。重子-介子散射過程不僅本身蘊含豐富的物理現象。文章發展了協變重子手征微擾理論，系統計算了贗標介子與八重態重子相互作用的散射振幅，同時對有關散射數據進行了分析，發現理論能夠很好描述實驗數據。在此基礎上，考慮到非微擾效應，文章提出在協變手征有效理論的框架內，同時考慮微擾和非微擾過程，利用所有反應道的重子-介子散射數據對相互作用進行約束，得到了首個全局的次次領頭階協變重子-介子散射振幅。

二維材料在表面聲波誘導下產生的新效應

南京航空航天大學國際前沿科學研究院劉衍朋教授團隊與合作者系統敘述了表面聲波在石墨烯和過渡金屬硫化物等二維材料中所誘導的新奇物理現象。相關成果發表于《納米視野》（Nanoscale Horizons）。表面聲波是在固體表面內傳播的一種準二維聲波，表面聲波所攜帶的動態應變場和壓電場決定了二維激子和聲子之間的相干操縱和轉換，是一種簡單有效的激子動力學調控新手段。文章綜述了表面聲波與二維材料的基本耦合特征，分為動態應變場所誘導的第Ⅰ類帶邊調制和壓電場所誘導的第Ⅱ類帶邊調制。隨后，文章重點總結了二維材料中聲電效應、聲伏效應、聲學激子調制和輸運、相干聲學聲子等新奇物理現象的最新研究進展。