北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院宗秋剛教授近日榮獲亞太物理學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)等離子體分會(huì)頒發(fā)的2025年蘇布拉馬尼揚(yáng)·錢德拉塞卡獎(jiǎng)（Subrahmanyan Chandrasekhar Prize of Plasma Physics）。該獎(jiǎng)項(xiàng)以印度裔美籍物理學(xué)家、1983年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主命名。亞太物理學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)（AAPPS）與美國(guó)物理學(xué)會(huì)（APS）、歐洲物理學(xué)會(huì)（EPS）并列為全球最具影響力的三大物理學(xué)術(shù)組織。錢德拉塞卡獎(jiǎng)是等離子體物理學(xué)領(lǐng)域的頂尖榮譽(yù)，每年全球僅授予一位杰出科學(xué)家，遴選極為嚴(yán)格，享有崇高的國(guó)際學(xué)術(shù)聲望。宗秋剛系中國(guó)大陸首位獲此殊榮者。
日本文部科學(xué)省（MEXT）及亞太物理學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)等離子體物理部同步發(fā)布的新聞稿中介紹：此次宗秋剛教授獲獎(jiǎng)，主要表彰他在空間等離子體物理學(xué)領(lǐng)域的開創(chuàng)性成就，特別是以下兩項(xiàng)核心貢獻(xiàn)：
1. 突破性理論發(fā)現(xiàn)：揭示“殺手電子”的加速奧秘
宗秋剛解決了困擾學(xué)界數(shù)十年的地球輻射帶高能“殺手電子”加速機(jī)制難題。他首次發(fā)現(xiàn)并闡明，當(dāng)行星際激波撞擊地球磁層時(shí)，會(huì)激發(fā)特定模式的超低頻（ULF）波（極向模）。這些波的電場(chǎng)振蕩方向與電子繞地球的漂移方向一致。當(dāng)高能電子的漂移周期與ULF波的周期相匹配時(shí)，會(huì)發(fā)生漂移共振，將電子持續(xù)加速至足以威脅航天器和宇航員的超高能量狀態(tài)。這一機(jī)制如同一位宇宙音樂(lè)家撥動(dòng)了地球磁場(chǎng)的“琴弦”（磁力線共振），其產(chǎn)生的波動(dòng)與電子的運(yùn)動(dòng)完美同步，從而高效地將太陽(yáng)風(fēng)能量注入電子。該里程碑式成果被歐洲空間局（ESA）譽(yù)為“理解空間危害的關(guān)鍵”，并入選《發(fā)現(xiàn)》雜志“2007年全球百大科學(xué)突破”。
2. 創(chuàng)新儀器研制：推動(dòng)中國(guó)空間天氣預(yù)報(bào)跨越式發(fā)展
宗秋剛是空間探測(cè)儀器研制的領(lǐng)軍人物。他主導(dǎo)開發(fā)了北京大學(xué)成像電子譜儀（IES），該儀器已成功部署于12顆中國(guó)衛(wèi)星上，實(shí)現(xiàn)對(duì)“殺手電子”等關(guān)鍵空間天氣要素的直接監(jiān)測(cè)。基于IES數(shù)據(jù)建立的先進(jìn)模型，已被中國(guó)國(guó)家空間天氣中心（CNSWC）采納為標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)模型，使中國(guó)的空間天氣預(yù)報(bào)能力實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有，并迅速躍升至國(guó)際先進(jìn)水平。此外，他還領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)研發(fā)新型高能中性原子成像儀（ENA Imager），旨在對(duì)地球及其他行星的空間暴以及日球?qū)舆吔邕M(jìn)行高靈敏度成像探測(cè)。
圖1 宗秋剛揭示了地球輻射帶中危害航天器與宇航員的“殺手電子”如何通過(guò)ULF波加速的機(jī)制。當(dāng)行星際激波如鼓槌般突然撞擊磁層頂時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)以其固有頻率產(chǎn)生震蕩。這些振動(dòng)可能與地磁力線的振蕩形成共振，激發(fā)強(qiáng)烈的場(chǎng)線共振（FLR）現(xiàn)象——仿佛一位天體音樂(lè)家正在撥動(dòng)地球的“磁吉他”琴弦。當(dāng)高能電子的漂移周期與場(chǎng)線共振周期匹配時(shí)，就會(huì)發(fā)生波粒漂移共振，從而實(shí)現(xiàn)從太陽(yáng)風(fēng)到磁層粒子的持續(xù)能量傳遞
圖2 宗秋剛主導(dǎo)研制的IES已部署于12顆中國(guó)衛(wèi)星
宗秋剛因其卓越成就已榮膺多項(xiàng)國(guó)際頂級(jí)榮譽(yù)，包括歐洲地學(xué)聯(lián)合會(huì)漢內(nèi)斯·阿爾文獎(jiǎng)?wù)拢‥GU Hannes Alfvén Medal，2020）、國(guó)際空間研究委員會(huì)維克拉姆·薩拉巴伊獎(jiǎng)?wù)拢–OSPAR Vikram Sarabhai Medal，2018）以及美國(guó)地球物理聯(lián)合會(huì)會(huì)士（AGU Fellow, 2023）。此次再獲錢德拉塞卡獎(jiǎng)，標(biāo)志著國(guó)際物理學(xué)界對(duì)其在空間等離子體物理基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)兩方面所作奠基性貢獻(xiàn)的又一次高度肯定。
獲獎(jiǎng)獎(jiǎng)狀
