來自日本名古屋大學的一個團隊首次觀察到了空間中從共振電子到惠斯勒模式波的能量轉移。他們的發現為以前理論上的有效增長提供了直接證據，正如波的非線性增長理論所預測的那樣。這不僅可以提高我們對空間等離子體物理學的理解，也應該提高對空間天氣的理解，這是一種影響衛星的現象。

有史以來第一次，物理學家觀察到能量從諧振電子轉移到空間的惠斯勒模式波。這為波的非線性增長理論提供了確認，而這一理論以前曾被預測過。這一突破可以為空間等離子體物理學和空間天氣提供更多的理解，因為空間天氣會對衛星產生影響。

當人們想像外太空時，他們往往把它設想為一個完美的真空。事實上，這種印像是錯誤的，因為真空裡充滿了帶電粒子。在太空深處，帶電粒子的密度變得如此之低，以至於它們很少相互碰撞。與填充空間的電場和磁場有關的力量取代了碰撞，控制了帶電粒子的運動。這種缺乏碰撞的情況發生在整個空間，除了非常接近天體的地方，如恆星、衛星或行星。在這些情況下，帶電粒子不再通過空間的真空，而是通過一種介質，在那裡它們可以撞擊其他粒子。

沿著磁場（紫色）傳播的惠斯勒模式波磁場（帶螺旋的藍色箭頭）與通過它的電子（紅色）相互作用。資料來源：東京大學

在地球周圍，這些帶電粒子的相互作用產生了波，包括電磁惠斯勒模式波，它散射並加速一些帶電粒子。當行星兩極周圍出現瀰漫性極光時，觀察者看到的是波和電子之間互動的結果。由於電磁場在空間天氣中如此重要，研究這些相互作用應該有助於科學家預測高能粒子的強度變化。這可能有助於保護宇航員和衛星免受空間天氣的最嚴重影響。

由名古屋大學空間與地球科學研究所（ISEE）的指定助理教授Naritoshi Kitamura和Yoshizumi Miyoshi組成的團隊，與來自東京大學、京都大學、東北大學、大阪大學和日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）的研究人員以及一些國際合作者一起，主要利用美國宇航局磁層多尺度航天器上的低能量電子光譜儀（稱為快速等離子體調查-雙電子光譜儀）獲得的數據。他們分析了電子和惠斯勒模式波之間的相互作用，這也是由航天器測量的。通過應用一種使用波粒相互作用分析儀的方法成功地直接檢測到在航天器在空間的位置上從共振電子到哨兵模式波的持續能量轉移。由此，他們得出了波的增長速度。研究人員在《自然通訊》上發表了他們的成果。

最重要的發現是，觀察到的結果與在這種互動中發生非線性增長的假設一致。”這是第一次有人直接觀察到電子和惠斯勒模式波之間的波粒互動在空間的有效增長，”Kitamura解釋說。”我們期望這些結果將有助於對各種波粒相互作用的研究，同時也提高我們對等離子體物理研究進展的理解。作為更具體的現象，這些結果將有助於我們了解輻射帶中電子加速到高能的情況，這些電子有時被稱為’殺手電子’，因為它們對衛星造成了損害，以及大氣中高能電子的損失，形成了漫反射極光。”