Jump to content

Джеймс Данжи

Джим Данжи
Данжи возле своего дома в Уолберсвике держит флюгер, подаренный ему коллегами из Имперского колледжа Лондона после его выхода на пенсию в 1985 году. Флюгер выполнен в форме схемы из его статьи 1961 года, в которой были представлены концепции магнитного пересоединения и открытого магнитосфера
Рожденный
Джеймс Винн Данжи

1923  ( 1923 )
Умер 2015 (91–92 года)
Альма-матер Кембриджский университет
Научная карьера
Учреждения Сиднейский университет
Имперский колледж Лондона
Государственный университет Пенсильвании
Диссертация Некоторые исследования космического магнетизма   (1951 г.)
Докторантура Фред Хойл
Докторанты Стэн Коули [ 1 ]

Джеймс Винн Данжи (1923–2015) [ 2 ] — британский учёный-космонавт, сыгравший решающую роль в создании области космической погоды и внесший значительный вклад в фундаментальное понимание физики плазмы .

Ранняя жизнь и образование

[ редактировать ]

Данжи вырос в Стэмфорде, Линкольншир , в семье школьного учителя. Во время Второй мировой войны он работал в британском Томпсон-Хьюстоне в Регби над разработками для радаров . После окончания войны в 1947 году он получил степень в Колледже Магдалины в Кембридже , входящем в состав Кембриджского университета . Затем он защитил докторскую степень. в том же учреждении под руководством Фреда Хойла . [ 2 ]

Карьера и исследования

[ редактировать ]

С 1950 по 1953 год Данжи работал в Сиднейском университете вместе с Роном Джованелли , с 1953 по 1954 год — в Пенсильванском государственном университете , а с 1954 по 1957 год — снова в Кембриджском университете. С 1957 по 1959 год он преподавал математику в Королевском колледже Ньюкасл-апон-Тайн (ныне Университет Ньюкасла), а с 1959 по 1963 год работал в Учреждении по атомному оружию Великобритании . В 1963 году он перешёл в лабораторию Блэкетта Имперского колледжа Лондона , где был профессором физики с 1965 года до выхода на пенсию в 1984 году. [ 3 ] [ 4 ]

Открытие магнитного пересоединения

[ редактировать ]

Данжи представил концепцию магнитного пересоединения — механизма, который изначально не был принят, но теперь признан имеющим фундаментальное значение во всех областях физики плазмы (ионизированного газа). Магнитное пересоединение оказывает ключевое влияние на астрофизическую, космическую и лабораторную плазму, преобразуя магнитную энергию в тепло и заряженные частицы. Это также позволяет реализовать широкий спектр явлений за счет реконфигурации линий магнитного поля. Пересоединение — это процесс, происходящий в солнечной короне, межпланетном пространстве, магнитосфере Земли, термоядерных токамаках и многих астрофизических объектах. Это также ключевой контролирующий фактор воздействия космической погоды на операционные системы, вызывающий выделение энергии в солнечных вспышках и выбросах корональной массы (КВМ) и являющийся ключевым механизмом, передающим энергию от потока солнечного ветра (и ее усиление за счет КВМ). ) к космической среде Земли, магнитосфере . [ 5 ] Он также очень важен в исследованиях термоядерного синтеза, поскольку вызывает проблемы с магнитным удержанием плазмы в токамаках , но в некоторых устройствах используется для сжатия плазмы.

Данжи рассмотрел происхождение известной системы токов в полярных ионосферах, обнаруженных с помощью высокоширотных магнитометров. [ 6 ] К этой работе его направил его научный руководитель Фред Хойл после того, как Хойл исследовал докторскую диссертацию Рона Джованелли в Сиднее, Австралия — диссертацию, которая содержала концепцию магнитных нулей, действующих на солнечные вспышки путем аннигиляции противоположно направленных магнитных полей. на текущих листах. Хойл задавался вопросом, может ли такой механизм привести в действие полярное сияние на Земле. Инновации Данжи заключались в ограничении области магнитного взаимодействия в токовом слое и предсказании изменений топологии магнитного поля: это позволяло заряженным частицам и пересоединенному магнитному потоку уходить вдоль токового слоя. [ 3 ] [ 7 ]

Первоначальная реакция и принятие повторного подключения

[ редактировать ]

Поначалу у Данжи были трудности с публикацией своей работы. Самым важным журналом британских исследований в области космической физики в то время был « Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества», но его статья была отклонена. По совету Сиднея Чепмена он представил работу в журнал Philosophical Magazine , где она была наконец принята. [ 8 ] Возникли технические проблемы с механизмом, которые необходимо было преодолеть. Например, первоначальная теория Паркера и Свита, [ 9 ] [ 10 ] хотя и обеспечивает магнитное пересоединение, оно недостаточно быстрое и не может обеспечить достаточное напряжение (которое, согласно закону Фарадея , равно скорости передачи магнитного потока). Эту проблему решил аэродинамик Гарри Петчек. [ 11 ] который добавил ударные фронты, стоящие на притоке к месту пересоединения: они имеют ряд эффектов, но критически открывают область оттока, чтобы обеспечить более быстрый выброс пересоединенного потока и плазмы вдоль токового слоя, что является ограничением для пересоединения Паркера-Свита. и причина прекращения магнитной аннигиляции. Сейчас признано, что ту же роль играют альфвеновские волны .

В дополнение к этой действительной проблеме, которую необходимо было преодолеть, было поднято множество ложных проблем: например, ненадлежащее применение « закона Ленца » (проблема, которую Данжи знал и решил в своей докторской работе) и ненужные философские возражения. к понятию движущихся силовых линий магнитного поля. В статье Данжи 1961 года описывалось то, что стало называться «моделью открытой магнитосферы», и она лишь незадолго до появления натурных измерений с помощью космических аппаратов. По мере накопления большего количества космических данных тем длиннее становился список особенностей структуры и поведения магнитосферы и ионосферы, которые однозначно объяснялись его идеей. [ 12 ] [ 13 ] Тем не менее, по иронии судьбы, принятие этой концепции было более универсальным в областях, далеких от физики магнитосферы, таких как физика Солнца, астрофизика и лабораторная физика плазмы (включая исследования термоядерного синтеза). [ 5 ] В частности, нобелевский лауреат Ханнес Альфвен был активным, резким и влиятельным критиком, отвергавшим пересоединение вместе со своей собственной (и теперь почти повсеместно используемой) концепцией вмороженного магнитного потока для крупномасштабной плазмы (также называемой « теоремой Альвена » или «идеальная МГД»), [ 14 ] которое было частью формулировки магнитогидродинамики (МГД), за которую он получил Нобелевскую премию в 1970 году. Пересоединение - это распад идеальной МГД, который происходит в тонких токовых слоях и обеспечивает решение одного из самых больших возражений против идеальной МГД путем распутывания поля. линии, которые в противном случае были бы еще более запутаны сдвигами скорости плазмы и вихрями, если бы они были вморожены без них. Сегодня пересоединение хорошо известно как ключевой механизм, который имеет жизненно важное значение для объяснения передачи массы, энергии и импульса от солнечного ветра в магнитосферу, тем самым вызывая земную космическую погоду и геомагнитные возмущения. [ 5 ]

Циркуляция плазмы в магнитосфере, вызванная пересоединением, называется «конвекцией» и часто упоминается как цикл Данжи . Данжи представлял это как устойчивую циркуляцию с электрическими полями, отображаемыми по всей магнитосфере (как и предсказывает закон Фарадея для устойчивого состояния); однако дисбалансы напряжений пересоединения в дневной магнитопаузе и в токовом слое ночного хвоста позже были признаны источником явления цикла авроральной суббури . [ 15 ] Конвекционная циркуляция в ионосфере и магнитосфере для этих нестационарных условий объясняется моделью «расширяющейся сжимающейся полярной шапки» (ECPC), а цикл Данжи понимается как движение плазмы (и вмороженного поля), возвращающее магнитосферу. -ионосферная система приближается к равновесию после того, как она была нарушена пересоединением дневной стороны и/или хвоста. [ 16 ]

Дальнейшая жизнь

[ редактировать ]

Награждение почетным членом Европейского геофизического общества (ныне Европейский союз геонаук ) в 1994 году подчеркнуло важность и широту работы Данжи как учёного, так и в обучении последующих поколений. [ 17 ]

Многие особенности магнитосферы Земли были впервые предложены и исследованы Данжи после того, как он предложил магнитное пересоединение. Он был первым, кто вычислил длину геомагнитного хвоста. [ 18 ] и его ценность хорошо согласовывалась с ценностью, полученной в результате первых космических полетов, посетивших этот регион космоса. [ 19 ] Он предсказал «воссоединение долей», когда межпланетное магнитное поле будет направлено на север. [ 20 ] которое наблюдается с помощью низкоорбитальных космических аппаратов (например, во время космического урагана ) и при наблюдениях дневных форм полярных сияний. [ 21 ] Пересоединение долей имеет важное значение, заключающееся в том, что магнитосфера редко, если вообще когда-либо, является равновесной системой. [ 22 ] Данжи был первым, кто предположил, что МГД- волны во внешней магнитосфере были источниками колебаний, наблюдаемых на поверхности Земли, и что эти непрерывные пульсации были резонансным процессом. [ 23 ] и, в частности, он признал роль волн Кельвина-Гельмгольца на границах магнитосферы в этом контексте. [ 24 ] и (совместно с Дэвидом Саутвудом ) показал, что эти явления дали важные механизмы и диагностику. [ 25 ] [ 26 ] Он был первым, кто осознал важность связи магнитосферы и ионосферы. [ 27 ] и работал со своим учеником Стивеном Найтом над созданием выровненных по полю потенциальных капель. [ 28 ] Он предложил диффузию частиц в радиационных поясах . [ 29 ] и (совместно со Стэном Коули и Тедом Спейзером) волны и частицы в токовых слоях. [ 30 ] Данжи был также первым, кто осознал, что гирорезонансные взаимодействия между волнами свистовой моды и электронами радиационного пояса Ван Аллена имеют важное значение для осаждения последних в ионосферу . [ 31 ] механизм, который является фундаментальным для современных исследований радиационных поясов. [ 32 ]

Данжи также руководил рядом космических физиков, которые внесли свой вклад в эту область, таких как Дэвид Саутвуд , Стэн Коули , [ 1 ] Джефф Хьюз, [ 33 ] Дон Фэрфилд [ 4 ] И Маха Ашур-Абдалла . [ нужна ссылка ] Он также был сторонником предлагаемых миссий и объектов, которые использовались следующим поколением ученых, таких как европейские радары некогерентного рассеяния ( EISCAT ) и космического агентства несколькими космическими кораблями Европейского миссия с . Данжи является автором первого предложения по кластеру, назвав его TOPS, «Тетраэдрическая обсерватория». система зондов». [ 34 ] [ 35 ] Это было в 1966 году, за 30 лет до первой попытки запуска Кластера на борту злополучного рейса V88 корабля Ariane 5 и за 34 года до успешного запуска миссии космического корабля.

Награды и почести

[ редактировать ]

Лекция Джеймса Данжи ежегодно читается в его честь Королевским астрономическим обществом . [ 40 ]

  1. ^ Перейти обратно: а б Коули, Стэнли Уильям Герберт (1972). Самосогласованные модели магнитно-нейтральных листов . Imperial.ac.uk (докторская диссертация). hdl : 10044/1/16302 . OCLC   930651468 .
  2. ^ Перейти обратно: а б Саутвуд, диджей (октябрь 2015 г.). «Джеймс Винн Данжи 1923–2015» . Астрономия и геофизика . 56 (5): 5.8. doi : 10.1093/astrogeo/atv162 . hdl : 10044/1/29102 .
  3. ^ Перейти обратно: а б Стерн, Д. (декабрь 1986 г.). «Разговор с Джимом Данжи» . Эос, Труды Американского геофизического союза . 67 (51): 1394–1395. Бибкод : 1986EOSTr..67.1394S . дои : 10.1029/eo067i051p01394 . ISSN   0096-3941 .
  4. ^ Перейти обратно: а б Саутвуд, диджей (февраль 2016 г.). «Джеймс Винн Данжи (1923–2015)» . Эос, Труды Американского геофизического союза . 97 . дои : 10.1029/2016EO044731 .
  5. ^ Перейти обратно: а б с Локвуд, М. (июнь 2016 г.). «Джим Данжи, открытая магнитосфера и космическая погода» . Космическая погода . 14 (6): 380–383. Бибкод : 2016SpWea..14..380L . дои : 10.1002/2016sw001438 . ISSN   1542-7390 .
  6. ^ Данжи, JW (январь 1961 г.). «Межпланетное магнитное поле и авроральные зоны» . Письма о физических отзывах . 6 (2): 47–48. Бибкод : 1961PhRvL...6...47D . дои : 10.1103/PhysRevLett.6.47 .
  7. ^ Коули, SWH (февраль 2016 г.). «Хойл и магнитосфера» . Астрономия и геофизика . 57 (1): 1.12. doi : 10.1093/astrogeo/atw033 . ISSN   1366-8781 .
  8. ^ Данжи, JW (июль 1953 г.). «LXXVI. Условия возникновения электрических разрядов в астрофизических системах» . Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 44 (354): 725–738. дои : 10.1080/14786440708521050 . ISSN   1941-5982 .
  9. ^ Свит, Пенсильвания (1958). «1958IAUS....6..123S Страница 123» . Электромагнитные явления в космической физике . 6 : 123. Бибкод : 1958IAUS....6..123S . Проверено 26 февраля 2022 г.
  10. ^ Паркер, EN (декабрь 1957 г.). «Механизм Свита для слияния магнитных полей в проводящих жидкостях» . Журнал геофизических исследований . 62 (4): 509–520. Бибкод : 1957JGR....62..509P . дои : 10.1029/jz062i004p00509 . ISSN   0148-0227 .
  11. ^ Петчек, HE (1964). "1964НАССП..50..425П стр. 425" . Специальное издание НАСА . 50 : 425. Бибкод : 1964НАССП..50..425П . Проверено 26 февраля 2022 г.
  12. ^ Коули, SWH; Саутвуд, диджей; Миттон, С., ред. (2015). Физика магнитосферной плазмы: влияние исследований Джима Данжи . Труды по астрофизике и космической науке. Том. 41. Чам: Международное издательство Springer. дои : 10.1007/978-3-319-18359-6 . ISBN  978-3-319-18358-9 .
  13. ^ Коули, SWH (ноябрь 2019 г.). «Краткий портрет ученого в молодости: исследования «открытой» магнитосферы Данжи с 1960-х по 1980-е годы» . Журнал геофизических исследований: Космическая физика . 124 (11): 8352–8360. Бибкод : 2019JGRA..124.8352C . дои : 10.1029/2019JA027507 . ISSN   2169-9380 . S2CID   210258606 .
  14. ^ Альфвен, Х. (август 1976 г.). «О вмороженных силовых линиях и переподключении силовых линий» . Журнал геофизических исследований . 81 (22): 4019–4021. Бибкод : 1976JGR....81.4019A . дои : 10.1029/JA081i022p04019 .
  15. ^ Макферрон, Р.Л. (июнь 1979 г.). «Магнитосферные суббури». Обзоры геофизики . 17 (4): 657–681. Бибкод : 1979РвГСП..17..657М . дои : 10.1029/RG017i004p00657 .
  16. ^ Коули, SWH; Локвуд, М. (1992). «Возбуждение и распад потоков солнечного ветра в системе магнитосфера-ионосфера» (PDF) . Анналы геофизики . 10 (1–2): 103–115. Бибкод : 1992АнГео..10..103С . ISSN   0992-7689 .
  17. ^ Перейти обратно: а б «Почетное членство EGS 1994» . www.egu.eu. ​Проверено 26 февраля 2022 г.
  18. ^ Данжи, JW (апрель 1965 г.). «Длина магнитосферного хвоста» . Журнал геофизических исследований . 70 (7): 1753. Бибкод : 1965JGR....70.1753D . дои : 10.1029/JZ070i007p01753 .
  19. ^ Хьюз, JW (1995). «Магнитопауза, магнитосфера и магнитное пересоединение». В Кивельсоне, Миннесота; Рассел, Коннектикут (ред.). Введение в космическую физику . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. стр. 227–285. ISBN  0-521-45104-3 .
  20. ^ Данжи, JW (1963). Структура экзосферы приключений в скоростном пространстве // Геофизика. Окружающая среда Земли. Под ред. К. ДеВитт, Ж. Хибло и А. Лебо . Нью-Йорк: Гордон и Брич. стр. 505–550.
  21. ^ Локвуд, М.; Моен, JI (август 1999 г.). «Реконфигурация и закрытие потока лепестков путем пересоединения во время движения МФФ на север: возможные свидетельства сигнатур авроральных выбросов острия / щели» . Анналы геофизики . 17 (8): 996–1011. Бибкод : 1999АнГео..17..996Л . дои : 10.1007/s00585-999-0996-2 . ISSN   0992-7689 . S2CID   11653923 .
  22. ^ Локвуд, М. (февраль 2022 г.). «Соединенная магнитосфера» . Границы астрономии и космических наук . 9 : 856188. Бибкод : 2022FrASS...956188L . дои : 10.3389/fspas.2022.856188 .
  23. ^ Кивельсон, М.Г. (1995). «Пульсации и магнитогидродинамические пути». В Кивельсоне, Миннесота; Рассел, Коннектикут (ред.). Введение в космическую физику . Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. стр. 330–3555. ISBN  0-521-45104-3 .
  24. ^ Данжи, JW (1972), Дайер, ER; Рёдерер, Дж. Г. (ред.), «Нестабильность в магнитосфере (теоретическая трактовка)» , Магнитосфера , Дордрехт: Springer Нидерланды, стр. 219–235, doi : 10.1007/978-94-010-3130-1_8 , ISBN  978-90-277-0212-8 , получено 26 февраля 2022 г.
  25. ^ Данжи, JW; Саутвуд, ди-джей (апрель 1970 г.). «Сверхнизкочастотные волны в магнитосфере» . Обзоры космической науки . 10 (5): 672. Бибкод : 1970ССРв...10..672Д . дои : 10.1007/BF00171551 . ISSN   0038-6308 . S2CID   123704816 .
  26. ^ Саутвуд, диджей; Данжи, JW; Этерингтон, Р.Дж. (март 1969 г.). «Отскакивающее резонансное взаимодействие между пульсациями и захваченными частицами» . Планетарная и космическая наука . 17 (3): 349–361. Бибкод : 1969P&SS...17..349S . дои : 10.1016/0032-0633(69)90068-3 .
  27. ^ Данжи, JW (1994). «Воспоминания, максимы и мотивы» . Журнал геофизических исследований . 99 (А10): 19189–19197. Бибкод : 1994JGR....9919189D . дои : 10.1029/94JA00105 . ISSN   0148-0227 .
  28. ^ Найт, С. (май 1973 г.). «Параллельные электрические поля» . Планетарная и космическая наука . 21 (5): 741–750. Бибкод : 1973P&SS...21..741K . дои : 10.1016/0032-0633(73)90093-7 .
  29. ^ Данжи, JW (1964), «Радиационные пояса» , Планета Земля , Elsevier, стр. 311–324, doi : 10.1016/b978-0-08-010003-6.50022-5 , ISBN  978-0-08-010003-6 , получено 26 февраля 2022 г.
  30. ^ Робертсон, К.; Коули, SWH; Данжи, JW (апрель 1981 г.). «Волново-частичные взаимодействия в магнитно-нейтральном слое» . Планетарная и космическая наука . 29 (4): 399–403. Бибкод : 1981P&SS...29..399R . дои : 10.1016/0032-0633(81)90083-0 .
  31. ^ Данжи, JW (июнь 1963 г.). «Потеря электронов Ван Аллена из-за свистов» . Планетарная и космическая наука . 11 (6): 591–595. Бибкод : 1963P&SS...11..591D . дои : 10.1016/0032-0633(63)90166-1 .
  32. ^ Цинь, М.; и др. (декабрь 2021 г.). «Многоточечные наблюдения модулированных волн свистовой моды и энергетических осаждений электронов» . Журнал геофизических исследований: Космическая физика . 126 (12). Бибкод : 2021JGRA..12629505Q . дои : 10.1029/2021JA029505 . S2CID   245156033 .
  33. ^ Профессор Джефф Хьюз. «Резюме» (PDF) . Бостонский университет . Проверено 28 февраля 2022 г.
  34. ^ Тейлор, MGGT (2015). «Наука кластерной миссии». В Коули, SWH; Саутвуд, диджей; Миттон, С. (ред.). Физика магнитосферной плазмы: влияние исследований Джима Данжи . Труды по астрофизике и космической науке. Том. 41. Международное издательство Спрингер. стр. 159–179. ISBN  978-3-319-18358-9 .
  35. ^ Сувуд, диджей (июнь 2013 г.). «Джим Данжи в 90 лет» . Астрономия и геофизика . 54 (3): 3.13–3.15. doi : 10.1093/astrogeo/att077 .
  36. ^ «Медалисты РАН Чепмена» (PDF) . Медалисты РАН Чепмена .
  37. ^ «Золотые медалисты РАН» (PDF) .
  38. ^ "Джеймс В. Данжи |" . www.honors.agu.org . Проверено 26 февраля 2022 г.
  39. ^ Аноним (1991). «Джеймс Данжи получает медаль Флеминга» . Эос, Труды Американского геофизического союза . 72 (29): 309–310. Бибкод : 1991EOSTr..72..309. . дои : 10.1029/90EO10239 . ISSN   0096-3941 .
  40. ^ Сайт Королевского астрономического общества. «Лекция Джеймса Данжи» . Королевское астрономическое общество . Проверено 26 февраля 2022 г.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: ae62ddc89151be59637aafbf619d6d9e__1706000400
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/ae/9e/ae62ddc89151be59637aafbf619d6d9e.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
James Dungey - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)