天体物理学家致力于统一湍流框架

湍流在自然界中是普遍存在的。从我们的日常生活到遥远的宇宙，它无处不在，被理查德·费曼称为“经典物理学最后一个未解决的伟大问题”。波茨坦大学物理与天文研究所和DESY的颜惠蓉教授和她的团队现在发现了一个长期预测的现象：小振幅空间等离子体湍流中的弱到强的转变。

这一发现是通过分析欧空局集群任务的数据得出的，该任务是由四艘航天器组成的星座，围绕地球编队飞行，并研究太阳和地球如何相互作用。该研究发表在《自然天文学》杂志上。

阿尔芬湍流从弱到强的转变是过去三十年来磁流体动力学(MHD)湍流理论中最关键但尚未得到观测证实的预测。这是非常困难的，因为湍流波动的三维采样尚不可用。因此，研究团队开发了新的多航天器分析方法，以获得速度和磁场波动的三维信息，从而可以将观测结果与理论进行直接比较。

“弱到强转变的观测证实解决了MHD湍流理论中的最后一个难题：它证明了湍流在能量级联过程中自组织从线性2D波状波动到强3D湍流(即能量在波茨坦大学等离子体天体物理学教授兼DESY首席科学家HuirongYan表示，无论扰动的初始水平如何，非线性度都会增加，这凸显了强MHD湍流的普遍性。

因此，这些发现大大加深了我们对无处不在的湍流的认识，其影响超出了湍流本身的研究，扩展到粒子传输和加速、磁重联、恒星形成以及从地球到遥远宇宙的所有其他相关物理过程。

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