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トーラスプラズマ合体実験を用いた磁気リコネクションの粒子加速・加熱機構の解明

Research Project

Project/Area Number 09J06762
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Plasma science
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

林 由記  東京大学, 大学院・工学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2009: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsプラズマ / 磁気リコネクション / プラズモイド / Sweet-Parkerモデル / 太陽フレア / 核融合 / プラズマ加熱
Research Abstract

磁気リコネクションの非定常高価による高速化を調べるために,トーラスプラズマの合体,分離の2種の実験を行い,プラズモイドの成長と放出課程を磁気プローブ計測により調べた.プラズモイド放出が起こる場合と起こらない場合では磁気リコネクションの特徴は大きく違っていた.プラズモイド放出が無い場合はSweet-Parker的な準定常リコネクションであったがプラズモイド放出のある場合はパイルアップが発生したのちにプラズモイドが放出され,瞬間的にリコネクション速度の増加する過渡的なリコネクションが発生した.プラズモイドの移動速度,加速度をもとめリコネクション速度と比較したところ,プラズモイド加速度が最大のときにリコネクション速度も最大となっていた.プラズモイド放出は抵抗率の低い条件で起きやすく,まず初めに密度パイルアップが発生したのちにプラズモイドが放出されるという2段階を経てリコネクションが高速化していた.このように非MHD的な効果等による異常抵抗がなくとも,過渡的な磁気リコネクションでは高速化が起こり得ることが示された。
これまでのリコネクション実験の応用として,観測で得られた太陽コロナ,彩層における磁気リコネクション現象を模擬した実験を行った.太陽フレアを模擬した3つの磁気ループによる実験ではパルス的なリコネクションが発生した.静電プローブ計測では電子加熱が確認された.磁気リコネクションの高速化には拡散領域における異常抵抗や非定常性といった局所的な物理現象によるものでなく,大域的な磁場構造の変化に起因するものがある.また太陽の黒点ライトブリッジ模擬実験によって観測から予想されるような磁束管と縦磁場間での磁気リコネクションが実際に発生することが確認された.

Report

(3 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2012 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Impulsive Magnetic Reconnection in Plasma2012

    • Author(s)
      林由記, 伊井亨, 井通暁, 小野靖
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Fundamentals and Materials

      Volume: 132 Issue: 3 Pages: 239-244

    • DOI

      10.1541/ieejfms.132.239

    • NAID

      10030524083

    • ISSN
      0385-4205, 1347-5533
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ion and Electron Heating Characteristics of Magnetic Reconnection in a Two Flux Loop Merging Experiment2011

    • Author(s)
      Y.Ono, H.Tanabe, Y.Hayashi, T.Ii, Y.Narushima, T.Yamada, M.Inomoto, C.Z.Cheng
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 107 Issue: 18 Pages: 185001-4

    • DOI

      10.1103/physrevlett.107.185001

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intermittent magnetic reconnection in TS-3 merging experiment2011

    • Author(s)
      Y.Ono, Y.Hayashi, T.Ii, H.Tanabe, S.Ito, A.Kuwahata, T.Ito, Y.Kamino, T.Yamada, M.Inomoto, TS-Group
    • Journal Title

      Physics of Plasmas

      Volume: 18 Issue: 11 Pages: 111213-111219

    • DOI

      10.1063/1.3662434

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] プラズマ中の磁力線のインパルス型再結合現象2011

    • Author(s)
      林由記, 伊井亨, 井通暁, 小野靖
    • Organizer
      平成23年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都)
    • Year and Date
      2011-09-22
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental Simulation of Magnetic Reconnection in the Sunspot Light Bridge2010

    • Author(s)
      Yoshinori Hayashi, Hiroshi Tanabe, Michiaki Inomoto, Yasushi Ono, Toshifumi Shimizu, Shinsuke Imada, Naoto Nishizuka
    • Organizer
      52nd Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国, シカゴ
    • Year and Date
      2010-11-09
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental simulations of Solar Coronal Dynamics in TS-42010

    • Author(s)
      Yoshinori Hayashi, Toru Ii, Michiaki Inomoto, Yasushi Ono
    • Organizer
      Center of Magnetic Self-Organization General Meeting
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国, スワルスモア
    • Year and Date
      2010-06-19
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] プラズモイド放出による高速磁気リコネクション実験2010

    • Author(s)
      林由記, 伊井亨, 井通暁, 小野靖
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2010年大会
    • Place of Presentation
      千葉, 幕張メッセ国際会議場
    • Year and Date
      2010-05-25
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Impulsive magnetic reconnection by mass pile-up and current sheet ejection in TS-4 merging experiment (1)2010

    • Author(s)
      Yoshinori Hayashi
    • Organizer
      US-JAPAN workshop on Magnetic Reconnection 2010
    • Place of Presentation
      奈良日航ホテル
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 非定常効果による磁気リコネクションの高速化の検証2009

    • Author(s)
      林由記
    • Organizer
      プラズマ核融合学会第26回年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2009-12-04
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Local and Global Transient Effect of Magnetic Reconnection2009

    • Author(s)
      林由記
    • Organizer
      51st Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • Place of Presentation
      Atlanta, USA
    • Year and Date
      2009-11-05
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Transient Magnetic Reconnection in the TS-4 Torus Merging Experiment2009

    • Author(s)
      林由記
    • Organizer
      10th International Workshop on the Interrelationship between Plasma Experiments in Laboratory and Space
    • Place of Presentation
      Djuronaset, Sweden
    • Year and Date
      2009-06-09
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] TS-4装置における過渡的磁気リコネクション実験2009

    • Author(s)
      林由記
    • Organizer
      TS-4装置における過渡的磁気リコネクション実験
    • Place of Presentation
      東大柏キャンパス
    • Year and Date
      2009-05-29
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://tanuki.t.u-tokyo.ac.jp/

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://tanuki.t.u-tokyo.acjp/J-CMSO/

    • Related Report
      2010 Annual Research Report

URL: 

Published: 2009-04-01   Modified: 2024-03-26  

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