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等离子体物理发展战略研究-基础等离子体物理 国内外等离子体学科发展的现状（每一小节3000字？） 相对聚变等离子体、低温等离子体、以及空间和天体等离子体等特殊的具有明确目标和应用前景的领域，基础等离子体则侧重与新现象的探索以及等离子体状态的内在规律以及其他几个领域中具有共性的问题的研究。基础等离子体与其它几个领域是相互相成、不可分割的，基础等离子体所探索的新问题和新现象以及这些现象背后所包含的物理本质为推动等离子体其它领域的发展提供强大的动因，高温、低温、及空间等离子体领域的研究需求也为基础等离子体的发挥提供广阔的选题空间。 基础等离子体科学的建立可追溯到上世纪20-30年代对短波在地球离子层的长距离传输和前半导体时代的大功率电子管的研究[1]，此后阿尔芬发展的有电磁性质的流体波理论奠定了空间等离子体物理的基础[2]。 50和60年代开始的磁约束和激光惯性聚变迅速成为等离子体科学的两大领域，与基础等离子体科学相互促进和发展。与此同时，空间科学也不断取得突破：地面仪器对近地空间如极光和离子层的测量[3]，卫星对地球磁层[4]，太阳表面的观察和90年代发射的哈勃空间望远镜等对星云的观测[5]等不断对基础等离子体学科提出新的要求和课题。空间观察属于远距离或者是局部的对宏观等离子体进行的微观测量，缺乏对参量的控制，基础等离子体学科相应地发展了对空间现象进行可控实验模拟的方法，并在不断地成长[6]。 因此，基础等离子体物理是等离子体学科可持续发展的基础，其所追求的自由探索和对物理现象深层次的研究是推动等离子体学科发展的一个重要动力。基础等离子体研究所积累的方法和所发展的诊断技术可广泛应用于等离子体的其它领域。基础等离子体领域研究非常活跃，一般每隔几年会出现一些新的研究课题。通常其发展规律可分两个方面，一方面追求全新的物理概念，如量子等离子体、微等离子体、复杂等离子体等，这方面大多是探索性的工作，但经过一段时期会形成新的研究方向；另一方面是对现有现象的深入探究，如湍流输运、磁场重联、鞘层结构等，这方面与等离子体其它领域结合比较紧密，其研究结果对其它领域的工作具有指导意义。 国际上的基础等离子体研究从早期的独立发展，到现在形成了几个令人瞩目的中心。比如UCLA大学以研究阿尔芬波的Large Plasma Device（LAPD）装置为平台成立了基础等离子体科学中心[7,8]，该平台充分利用硬件的特点，开展在小装置上无法进行的前沿物理，形成了非常有特色的研究。 由于LAPD平台的成功经验，美国DOE，NSF等机构投资成功地改建了原有的Electric Tokamak（电托卡马克），以LaB6热阴极放电的方式形成了实验室最长的磁通量管，ET装置被重新命名为ETPD（Enormous Toroidal Plasma Device）[9]，将被来研究与空间等离子体中一些与阿尔芬波相关的不稳定模。以实验等离子体模拟空间现象的，重点在磁场重联和磁自组织现象的美国CMSO中心 （Center for Magnetic Self Organization），CMSO的研究没有局限在基础实验上，同时也有计算模拟， 理论，空间等分支；以及研究广泛，涉及到聚变，空间，尘埃等科学的美国Center For Integrated Plasma Studies中心等等。LAPD和CMSO是在国际上处于领先地位的两家基础等离子体中心。 基础等离子体一直是等离子体学科中非常活跃的研究领域，目前和将来仍然维持这种状况。国际上从事基础等离子体研究的人员相当多，欧美俄日印度等国有大批人员参与，这与这些国家对基础研究的重视程度和投入力度密切相关。我国该领域相对薄弱，这与过去一二十年中的政策导向等因素有关，需要大力扶持。 由于等离子体的参数范围跨度非常大，从空间稀薄到星体内部稠密等离子体、从高温聚变到低温应用等离子体，其密度和温度的跨度分别超过28个数量级和8个数量级，基础等离子体的研究课题几乎涵盖了各个方面，其研究内容与等离子体的其它领域密不可分，并与其它学科也有众多交叉。在过去的十年中，等离子体基础在科学前沿取得了非常大的进展，也导致了许多新的发现。下面一些例子充分说明了基础等离子体的发展状况. 阿尔芬波 作为等离子体中最重要和基本的波之一，阿尔芬波广泛存在于宇宙之中，可参与各种等离子体过程，如磁场重联，粒子加热，吸积盘中喷射流（JET）的形成等等。在聚变装置托卡马克中也可能以惯性和动理两种形式存在于边缘和芯部区域。LAPD装置曾在轴向均匀的磁场中开展过大量的剪切阿尔芬波激发和传播实验[8, 10，11]。LAPD主要使用各种天线以较低的射频波或电极偏压产生的平行电流法激发剪切阿尔芬波，通过调节磁场密度温度等参数，LAPD可激发动理或者惯性剪切阿尔芬波[12-14]。近期L