Liu Chen (físico)

Liu Chen ( chino simplificado :陈骝; chino tradicional :陳騮; pinyin : Chén Liú ; nacido el 4 de febrero de 1946) es un físico teórico taiwanés-estadounidense que ha realizado contribuciones originales a muchos aspectos de la física de plasmas . Es conocido por los descubrimientos de las ondas de Alfvén cinéticas , ^{[ 1 ]} los modos propios de Alfvén toroidales, ^{[ 2 ]} y los modos de partículas energéticas; ^{[ 3 ]} las teorías de las pulsaciones geomagnéticas, ^{[ 4 ]} el calentamiento por ondas de Alfvén, ^{[ 5 ]} y las oscilaciones de espina de pescado, ^{[ 6 ]} y la primera formulación de ecuaciones girocinéticas no lineales . ^{[ 7 ]} Chen se jubiló de la Universidad de California, Irvine (UCI) en 2012, asumiendo el título de profesor emérito de física y astronomía.

Chen nació en 1946 en Hangzhou , China, en el seno de una familia cuya casa ancestral se encuentra en Yuyao . El apellido ancestral de Chen es Huang (黃). Es descendiente del filósofo Zongxi Huang (黃宗羲). Su bisabuelo, Cheng-yi Huang (黃承乙), fue alcalde del condado de Taiwán (actualmente ciudad de Taichung ) durante el reinado del emperador Guangxu en la dinastía Qing .

En 1950, tras la derrota del Kuomintang en la Guerra Civil China , Chen abandonó China continental durante la Gran Retirada junto a su madre, Shyue Yan King Chen (金學言; 1916–2006), y tres hermanos. Se reunieron con su padre, Lee Chen (陳禮; 1913–2003), en el campo de refugiados de Tiu Keng Leng en Hong Kong , donde comenzó su educación. Posteriormente, la familia Chen se trasladó a Taiwán en 1951.

Tras graduarse en la Escuela Secundaria Afiliada a la Universidad Nacional Normal de Taiwán en 1962, Chen asistió a la Universidad Nacional de Taiwán , donde obtuvo su licenciatura en 1966. Posteriormente, en 1967, dejó Taiwán para completar sus estudios de posgrado en Estados Unidos. Obtuvo una Maestría en Ciencias (MS) de la Universidad Estatal de Washington, Pullman , en 1969, y su Doctorado (Ph.D.) de la Universidad de California, Berkeley , en 1972. Su tesis doctoral, dirigida por Charles K. Birdsall, se tituló: «I. Calentamiento de plasmas magnetizados mediante campos eléctricos de gran amplitud. II. Reducción de los efectos de la rejilla en plasmas de simulación». ^{[ 8 ]}

De 1972 a 1974, Chen realizó su investigación postdoctoral con Akira Hasegawa en los Laboratorios Bell . Desarrollaron una teoría para las pulsaciones magnéticas de largo período en la magnetosfera basada en el acoplamiento resonante entre ondas compresionales hidromagnéticas y el espectro continuo de Alfvén transversal. ^{[ 4 ]} Esta teoría, posteriormente denominada modelo de resonancia de línea de campo de Chen-Hasegawa, explicó con éxito las observaciones en la magnetosfera terrestre de Louis J. Lanzerotti y se ha convertido en el modelo estándar para las pulsaciones magnéticas en la magnetosfera terrestre y otras magnetosferas planetarias. Pronto, centraron su atención en el calentamiento de partículas cargadas mediante absorción resonante dentro del espectro continuo de ondas de Alfvén. ^{[ 5 ]} Descubrieron la onda de Alfvén cinética, ^{[ 1 ]} que resuelve la singularidad logarítmica de las ondas de Alfvén de cizallamiento magnetohidrodinámico y desempeña un papel importante en el calentamiento, la aceleración y el transporte de partículas cargadas en plasmas solares, magnetosféricos y de laboratorio.

Desde 1974, Chen trabajó durante 19 años en el Laboratorio de Física de Plasmas de Princeton (PPPL) y la Universidad de Princeton , donde su interés se centró en el estudio de plasmas de fusión . Él, en colaboración con Edward A. Frieman , formuló y derivó la primera ecuación girocinética no lineal , ^{[ 7 ]} la ecuación de Frieman-Chen nombrada en su honor, que ha desempeñado un papel fundamental en la comprensión física de plasmas fuertemente magnetizados en las últimas décadas. Con Chio-Zong Cheng y Morrell S. Chance, Chen predijo la existencia de estados ligados de Alfvén hidromagnéticos en plasmas de laboratorio debido a condiciones de equilibrio de ruptura de simetría realistas . ^{[ 2 ]} Estos estados ligados de Alfvén hidromagnéticos fueron observados posteriormente en dispositivos experimentales de plasma en todo el mundo. Chen también es conocido por su colaboración con Roscoe White y Marshall Rosenbluth en la demostración teórica de que las partículas energéticas supratérmicas pueden excitar espontáneamente en plasmas de laboratorio una onda hidromagnética macroscópica única, observada experimentalmente como "espinas de pescado" a partir de las señales magnéticas. ^{[ 6 ]} Desde 1986 hasta 1993, Chen se desempeñó como subdirector del Departamento de Teoría en PPPL.

En 1993, Chen se convirtió en profesor del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de California, Irvine (UCI). Durante este período, Chen descubrió la existencia de modos de partículas energéticas dentro del espectro continuo de ondas de Alfvén de corte e introdujo un marco teórico unificado para comprender las características distintivas de diferentes estados ligados de Alfvén y modos continuos de partículas energéticas. ^{[ 3 ]} Posteriormente, en las últimas dos décadas, esta teoría fue generalizada por una serie de artículos escritos conjuntamente con Fulvio Zonca, y denominada relación de dispersión general tipo espina de pescado. ^{[ 9 ]} En 2000, Chen y sus colaboradores dilucidaron que la turbulencia de ondas de deriva puede generar espontáneamente flujos zonales coherentes a través de interacciones de modulación de intensidad, lo que resulta en la autorregulación de la turbulencia. ^{[ 10 ]} Este proceso no lineal tiene un amplio alcance de aplicaciones y se ha generalizado a las estructuras zonales en el espacio de fase de partículas cargadas . ^{[ 9 ]} Chen se jubiló de la UCI en 2012.

Chen visitó China continental por primera vez en 1975 tras la normalización de las relaciones entre Estados Unidos y China. A lo largo de los años, ha desempeñado un papel activo en el desarrollo de la investigación en física de plasmas, así como en la formación de la próxima generación de físicos de plasmas tanto en China continental como en Taiwán. En 1985, Chen ayudó a Shih-Tung Tsai y Changxuan Yu a establecer la Escuela de Verano China de Física de Plasmas. En 2007, impulsó el Simposio Transfronterizo sobre Energía de Fusión y Ciencia de Plasmas. De 1997 a 2016, Chen fue el Presidente Fundador de la Fundación del Premio Shih-Tung Tsai de Física de Plasmas. Chen fue nombrado Profesor Honorario de Investigación en el Instituto de Física de la Academia China de Ciencias , Pekín , en 1990, Profesor Visitante de la Cátedra Kuang-Piu en la Universidad de Zhejiang , ^{[ 11 ]} Hangzhou , en 2004, y Profesor Visitante de la Cátedra Kuo-Ting en la Universidad Nacional Central , Zhongli , Taiwán, en 2007. De 2006 a 2016, Chen fue el director fundador del Instituto de Teoría y Simulación de Fusión (IFTS) en la Universidad de Zhejiang. En 2016, Chen se convirtió en director emérito.

Chen también ha publicado un libro de texto para posgraduados titulado Waves and Instabilities in Plasmas (World Scientific Publication Co., 1987), y ha formado a generaciones de estudiantes de posgrado y becarios postdoctorales en todo el mundo.

Chen se casó con Shingshah Lee (李醒夏) en agosto de 1969. Tienen un hijo, Chen Pei-jin (陳培進).

• 1981, Miembro de la Sociedad Estadounidense de Física.
• 2004, Premio John Dawson a la Excelencia en la Investigación en Física de Plasmas , otorgado por la Sociedad Estadounidense de Física ^{[ 12 ]}
• 2008, Premio Hannes Alfvén , de la Sociedad Europea de Física ^{[ 13 ]}
• 2009, Miembro de la Asociación Estadounidense para el Avance de las Ciencias
• 2011, Miembro de la Unión Geofísica Americana
• 2012, Premio James Clerk Maxwell de Física de Plasmas , de la Sociedad Estadounidense de Física ^{[ 14 ]}
• 2019, Premio Subrahmanyan Chandresekhar , de la Asociación de Sociedades Físicas de Asia Pacífico ^{[ 15 ]}
• 2022, Académico , Academia Sinica ^{[ 16 ]}
• 2023, Becario Yushan , Ministerio de Educación, República de China

• Información sobre el profesor Liu Chen