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Un prix jeune chercheur de l’Union Européenne de Géophysique (EGU) a été remis à Shiyong Huang, le 20 Avril à Vienne

Shiyong Huang est un chercheur post-doctoral financé par Plas@Par, travaillant au LPP sous la supervision de Fouad Sahraoui sur les questions difficiles de turbulence et de dissipation d’énergie dans les plasmas spatiaux, proches de la Terre. S. Huang a utilisé d’une part des mesures in situ effecttuées par les 4 satellites de la mission Cluster de l’Agence spatiale européenne (ESA) et d’autres part des simulations numérique utilisant des codes particulaires, pour étudier la reconnexion magnétique et la turbulence dans le vent solaire et dans différentes régions clés de la magnétosphère de la Terre. La reconnexion magnétique et la turbulence sont deux processus physiques fondamentaux qui sont omniprésents dans tous les plasmas astrophysiques. La reconnexion magnétique, par un changement de la topologie du champ magnétique, peut transférer l’énergie magnétique en énergies thermiques et cinétiques du plasma sur des échelles de temps courtes, ce qui en fait un bon candidat pour expliquer de nombreux phénomènes explosifs observés dans l’Univers tels que les éruptions solaires ou les sous-orages magnétiques. La turbulence est un autre phénomène universel qui transfère l’énergie depuis les grandes échelles vers les plus petites, jusqu’à ce que les échelles de dissipation soient atteintes, c’est à dire lorsque l’énergie est convertie en chaleur. Ceci est considéré comme un processus clé qui pourrait répondre à de vieilles questions non encore résolues comme le chauffage de la couronne solaire et du vent solaire ou l’accélération des rayons cosmiques. Pourtant, les interactions entre les deux processus ne sont pas entièrement comprises et des efforts continus sont faits pour les clarifier. Les travaux de S. Huang ont permis de faire des avancées significatives dans la compréhension de l’enchevêtrement entre la turbulence et la reconnexion dans les plasmas magnétisés.

Son travail a conduit à plus de 40 articles publiés dans des revues internationales reconnues comme The Astrophysical Journal Letters, Journal of Geophysical Research ou Geophysical Research Letters. Ses résultats contribuent à une meilleure compréhension des relations Soleil-Terre ainsi qu’à une amélioration de la modélisation et de la prévision en météorologie spatiale. La division des science du système solaire et des planètes de l’Union Européenne des Géosciences (EGU) a décerné en Octobre à S. Huang le prix jeune chercheur pour son importante contribution.

S. Huang a reçu son prix le 20 Avril, lors de la réunion de l’EGU qui s’est déroulée à Vienne (Autriche) du 17 au 22 Avril.

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Figure 1
Les ilots magnétiques sont supposés jouer un rôle crucial pour la reconnexion dans les plasmas magnétisés sans collision. Ici S. Huang a utilisé un code particulaire (PIC) pour étudier la structure du champ électrique Ez dans les îlots magnétiques (îlots primaires et secondaires) lors de la reconnexion magnétique. On trouve que pour les ilots primaires le champ électrique a une structure multicouches, tandis qu’il présente une grande structure bipolaire dans les îlots secondaires. Ces caractéristiques peuvent être utilisées comme critères d’observation pour identifier les différents types d’îlots magnétiques dans la magnétosphère, en les comparant aux mesures in situ effectuées par les sondes spatiale, comme la mission magnétosphérique multi-échelles MMS récemment mise en orbite. Cette figure montre le champ magnétique By (a) et le champ électrique Ez (b) pour l’îlot primaire au temps tωci=26, ainsi qu’une coupe (c) au centre de l’ilot (ligne pointillée à x=25 c/ωpi). Les mêmes grandeurs pour un îlot secondaire sont données au temps tωci=40 (d) et (e) avec une coupe pour le champ magnétique By (d) et le champ électrique Ez (e) dans l’île secondaire à x=16.5 c/ωpi (f).
http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/2014JA020054/abstract

 

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Figure 2
Cette figure présente des résultats d’une étude statistique de la turbulence aux échelles sub-protonique et électronique dans la magnétogaine terrestre en utilisant des données de forme d’onde mesurées par les satellites Cluster. On constate qu’il y a des cassures spectrales nettes, près de l’échelle électronique, qui séparent deux bandes de fréquence présentant deux lois de puissance différentes. On montre que la fréquence de cassure fb est bien corrélée avec la fréquence de gyration électronique ρe et non avec la fréquence électronique inertielle de. Ces observations fournissent de nouvelles contraintes sur la modélisation théorique de la turbulence cinétique et de la dissipation dans les plasmas magnétisés sans collision. Les panneaux a et b de la figure montrent deux exemples de spectres d’énergie magnétique analysés. La courbe en pointillé rouge est la sensibilité en vol de l’instrument STAFF SCM. Les lignes vertes et noires verticales correspondent respectivement à la fréquence de gyration électronique et à la fréquence inertielle. Les lignes rouges et cyan horizontales sont les spectres compensés montrant la qualité de la loi de puissance correspondante. Les panneaux c et d donnent les corrélations entre la fréquence de cassure et (c) le rayon de giration des électrons et (d) la longueur d’inertie. L’ ajustement linéaire de la fonction correspondante pour (c) est indiqué par la ligne bleue en pointillés. Les barres d’erreur sont estimées en utilisant 5% d’incertitude sur la vitesse d’écoulement du plasma.
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2041-8205/789/2/L28/meta

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