Microinstabilities as dissipation mechanisms of high Mach number collisionless shocks

• Project/Area Number: 19740304
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Space and upper atmospheric physics
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: MATSUKIYO Shuichi Kyushu University, 大学院・総合理工学研究院, 助教 (00380709)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥3,470,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2009: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2008: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 宇宙プラズマ / 無衝突衝撃波 / 微視的不安定性 / 異常散逸 / 無衝衝撃波 / 微視的的不安定性 / 電子加熱 / 衝撃波再形成

Research Abstract

It is revealed that dissipation processes in a transition region of a collisionless shock are deeply related with microinstabilities generated there. The resultant micro-scale waves give strong influence on local ion dynamics leading to remarkable modification of spatio-temporal scales of a shock reformation process. Furthermore, it is shown that Mach number dependence of electron heating rate drastically changes at the Mach number of a few tens.

Research Products

• [Journal Article] Mach Number Dependence of Electron Heating in High Mach Number Quasiperpendicular Shocks (2010)
  • Author(s): S. Matsukiyo
  • Journal Title: Phys. Plasmas vol.17,issue4 Pages: 42901-42901
  • NAID: 120002014999
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 衝撃波上流における反射電子の振る舞い (2010)
  • Author(s): 松清修一、平川貴之、羽田亨、梅田隆行
  • Journal Title: 平成21年度STEシミュレーション研究会・宇宙プラズマ波動研究会合同研究集会プロシーディング Pages: 49-52
• [Journal Article] 衝撃波静止系コードによるスケール間結合の研究 (2010)
  • Author(s): 梅田隆行、山尾雅博、木谷佳隆、齊籐慎司、山崎了、松清修一、大平豊、杉山徹
  • Journal Title: 21年度STEシミュレーション研究会・宇宙プラズマ波動研究会合同研究集会プロシーディング Pages: 53-56
• [Journal Article] Mach Number Dependence of Electron Heating in High Mach Number Quasivervendicular Shocks (2010)
  • Author(s): Shuichi Matsukiyo
  • Journal Title: Physics of Plasmas 17 Pages: 42901-42901
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] プラズマ粒子シミュレーションによる非定常衝撃波に関する研究 (2010)
  • Author(s): 松清修一
  • Journal Title: 平成21年度JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告書 (in press)
• [Journal Article] 種々の不安定性に伴う高マッハ数衝撃波における電子加熱 (2009)
  • Author(s): 松清修一
  • Journal Title: 平成20年度宇宙科学情報解析センタースーパーコンピュータ共同利用研究利用成果報告 Pages: 30-31
• [Journal Article] 衝撃波静止系コードによるスケール間結合の研究 (2009)
  • Author(s): 梅田隆行、山尾雅博、木谷佳隆、齊籐慎司、山崎了、松清修一、大平豊、杉山徹
  • Journal Title: 平成21年度STEシミュレーション研究会・宇宙プラズマ波動研究会合同研究集会プロシーディング Pages: 53-56
• [Journal Article] 種々の不安定性に伴う高マッハ数衝撃波における電子加熱 (2009)
  • Author(s): 松清修一
  • Journal Title: 平成20年度宇宙科学情報解析センタースーパーコンピュータ共同利用研究利用成果報告 (in press)
• [Journal Article] 高マッハ数撃波近傍における荷電粒子の加速・加熱に関する数値実験 (2008)
  • Author(s): 松清修一
  • Journal Title: 平成19年度JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告書 Pages: 171-172
• [Journal Article] 高マッハ数撃波近傍における荷電粒子の加速・加熱に関する数値実験 (2008)
  • Author(s): 松清修一
  • Journal Title: 平成19年度宇宙科学情報解析センタースーパーコンピュータ共同利用研究利用成果報告 (in press)
• [Journal Article] プラズマ粒子シミュレーションによる非定常衝撃波に関する研究
  • Author(s): 松清修一
  • Journal Title: 平成21年度JAXAスーパーコンピュータシステム利用成果報告書 (in press)
• [Presentation] Mach number dependence of electron heating in supercritical quasi-perpendicular shock (2010)
  • Author(s): S. Matsukiyo
  • Organizer: Solar Energetic Particles: Origin and Environmental Impacts
  • Place of Presentation: Kyoto, Japan
  • Year and Date: 2010-01-12
• [Presentation] Mach number dependence of electron heating in supercritical quasi-perp endicular shocks (2010)
  • Author(s): S.Matsukiyo
  • Organizer: Solar Energetic Particles : Origin and Environmental Impacts
  • Place of Presentation: Kyoto, Japan
  • Year and Date: 2010-01-12
• [Presentation] 衝撃波遷移層の微視的不安定性にともなう電子加熱効率のマッハ数依存性 (2009)
  • Author(s): 松清修一
  • Organizer: 高エネルギー宇宙物理学研究会
  • Place of Presentation: 廿日市市
  • Year and Date: 2009-11-28
• [Presentation] Electron Heating through microinstabilities in High Mach Number Quasi-Perpendicular Shocks (2009)
  • Author(s): S. Matsukiyo
  • Organizer: 5th Korean Astrophysics Workshop on Shock Waves, Turbulence, and Particle Acceleration
  • Place of Presentation: Pohang, Korea
  • Year and Date: 2009-11-19
• [Presentation] Electron Heating through microinstabilities in High Mach Number Quasi-Perpendicular Shocks (2009)
  • Author(s): S.Matsukiyo
  • Organizer: 5th Korean Astrophysics Workshop on Shock Waves, Turbulence, and Particle Acceleration
  • Place of Presentation: Korea Pohang
  • Year and Date: 2009-11-19
• [Presentation] 衝撃波静止系コードによるスケール間結合の研究 (2009)
  • Author(s): 梅田隆行、山尾雅博、木谷佳隆、齊籐慎司、山崎了、松清修一、大平豊、杉山徹
  • Organizer: 平成21年度STEシミュレーション研究会・宇宙プラズマ波動研究会合同研究集会
  • Place of Presentation: 仙台市
  • Year and Date: 2009-10-29
• [Presentation] 衝撃波上流における反射電子の振る舞い (2009)
  • Author(s): 松清修一、平川貴之、羽田亨、梅田隆行
  • Organizer: 平成21年度STEシミュレーション研究会・宇宙プラズマ波動研究会合同研究集会
  • Place of Presentation: 仙台市
  • Year and Date: 2009-10-29
• [Presentation] 衝撃波上流における反射電子の振る舞い (2009)
  • Author(s): 松清修一、平川貴之、羽田亨、梅田隆行
  • Organizer: H21年度STEL研究集会「STEシミュレーション研究会:粒子加速と波動粒子相波動粒子相互作用」「宇宙プラズマ波動研究会」
  • Place of Presentation: 仙台市
  • Year and Date: 2009-10-29
• [Presentation] 衝撃波静止系コードによるスケール間結合の研究 (2009)
  • Author(s): 梅田隆行、山尾雅博、木谷佳隆、齊籐慎司、山崎了、松清修一、大平豊、杉山徹
  • Organizer: H21年度STEL研究集会「STEシミュレーション研究会:粒子加速と波動粒子相波動粒子相互作用」「宇宙プラズマ波動研究会」
  • Place of Presentation: 仙台市
  • Year and Date: 2009-10-29
• [Presentation] 衝撃波における電子加熱のマッハ数依存性 (2009)
  • Author(s): 松清修一
  • Organizer: 第126回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • Place of Presentation: 金沢市
  • Year and Date: 2009-09-30
• [Presentation] 高マッハ数衝撃波における電子加熱効率のマッハ数依存性 (2009)
  • Author(s): 松清修一
  • Organizer: NICT計算機シミュレーション研究会
  • Place of Presentation: 福岡市
  • Year and Date: 2009-08-04
• [Presentation] Efficiency of Electron Heating in High Mach Number Quasi-Perpendicular Shocks (2009)
  • Author(s): S. Matsukiyo, M. Scholer
  • Organizer: The 9th International School for Space Simulations
  • Place of Presentation: France
  • Year and Date: 2009-07-06
• [Presentation] Efficiency of Electron Heating in High Mach Number Quasi-Perpendicular Shocks (2009)
  • Author(s): S.Matsukiyo, M.Scholer
  • Organizer: The 9th International School for Space Simulations
  • Place of Presentation: France Saint-Quentin-en-Yrelines
  • Year and Date: 2009-07-06
• [Presentation] 衝撃波再形成過程におけるスケール間結合 (2009)
  • Author(s): 松清修一
  • Organizer: 日本地区惑星科学連合2009年大会
  • Place of Presentation: 千葉市
  • Year and Date: 2009-05-21
• [Presentation] Electron heating through microinstabilities in high Mach number quasi-perpendicular shocks (2009)
  • Author(s): S. Matsukiyo, M. Scholer
  • Organizer: 8th Annual International Astrophysics Conference
  • Place of Presentation: Hawaii, USA
  • Year and Date: 2009-05-06
• [Presentation] 高マッハ数衝撃波遷移層における電子加熱 (2009)
  • Author(s): 松清修一、M. Scholer
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 東京都
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] 高マッハ数衝撃波遷移層における電子加熱 (2009)
  • Author(s): 松清修一、Manfred Scholer
  • Organizer: 日本物理学会第64回年次大会
  • Place of Presentation: 立教大学(東京都)
  • Year and Date: 2009-03-29
• [Presentation] 垂直衝撃波における電子の振る舞い (2009)
  • Author(s): 松清修一
  • Organizer: 第121回生存圏シンポジウム・RISH電波科学計算機実験(KDK)シンポジウム
  • Place of Presentation: 宇治市
  • Year and Date: 2009-03-16
• [Presentation] 垂直衝撃波における電子の振る舞い (2009)
  • Author(s): 松清修一
  • Organizer: 第121回生存圏シンポジウム・RIS且電波科学計算機実験(KDK)シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都大学(宇治市)
  • Year and Date: 2009-03-16
• [Presentation] Microphysics on shock reformation processes (2009)
  • Author(s): S. Matsukiyo, M. Scholer
  • Organizer: 2nd ISSI workshop on Shock Acceleration Using Strong Turbulence Methods
  • Place of Presentation: Bern, Switzerland
  • Year and Date: 2009-03-05
• [Presentation] Microphysics on shock reformation processes (2009)
  • Author(s): Shuichi Matsukiyo, Manfred Scholer
  • Organizer: 2^<nd> ISSI workshop on Shock Acceleration Using S trong Turbulence Methods
  • Place of Presentation: ISSI (Bern), Switzerland
  • Year and Date: 2009-03-05
• [Presentation] Production of backstreaming ions in oblique shocks: 1D PIC simulation (2009)
  • Author(s): S. Matsukiyo, T. Hada
  • Organizer: 2nd ISSI workshop on Shock Acceleration Using Strong Turbulence Methods
  • Place of Presentation: Bern, Switzerland
  • Year and Date: 2009-03-03
• [Presentation] Production of backstreaming ions in oblique shocks : 1D PIC simulation (2009)
  • Author(s): Shuichi Matsukiyo, Tohru Hada
  • Organizer: 2^<nd> ISSI workshop on Shock Acceleration Using Strong Turbulence Methods
  • Place of Presentation: ISSI (Bern), Switzerland
  • Year and Date: 2009-03-03
• [Presentation] 衝撃波再形成過程再考:遷移層での波動放射の役割 (2009)
  • Author(s): 松清修一
  • Organizer: 第115回生存圏シンポジウム/SGEPSS波動分科会
  • Place of Presentation: 高知県
  • Year and Date: 2009-02-15
• [Presentation] 衝撃波再形成過程再考 : 遷移層での波動放射の役割 (2009)
  • Author(s): 松清修一
  • Organizer: 第115回生存圏シンポジウム (SGEPSS波動分科会)
  • Place of Presentation: しもなの郷(高知県)
  • Year and Date: 2009-02-15
• [Presentation] 準垂直衝撃波再形成過程の詳細と微視的不安定性 (2009)
  • Author(s): 松清修一、M. Schoelr
  • Organizer: 平成2 0年度名古屋大学太陽地球環境研究所研究集会(STE研・NICT合同シミュレーション研究会)
  • Place of Presentation: 名古屋市
  • Year and Date: 2009-01-31
• [Presentation] 準垂直衝撃波再形成過程の詳細と微視的不安定性 (2009)
  • Author(s): 松清修一、Manfred Scholer
  • Organizer: 平成20年度名古屋大学太陽地球環境研究所研究集会(STE研・NICT合同シミュレーション研究会)
  • Place of Presentation: 名古屋大学(名古屋市)
  • Year and Date: 2009-01-31
• [Presentation] 高マッハ数衝撃波における電子加熱の準線形解析 (2008)
  • Author(s): 松清修一、M. Scholer
  • Organizer: 第124回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • Place of Presentation: 仙台市
  • Year and Date: 2008-10-12
• [Presentation] 高マッハ数衝撃波における電子加熱の準線形解析 (2008)
  • Author(s): 松清修一、Manfred Scholer
  • Organizer: 第124回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
  • Place of Presentation: 仙台市戦災復興記念館(仙台市)
  • Year and Date: 2008-10-12
• [Presentation] Quasilinear analysis on electron heating in a foot of a high Mach number shock (2008)
  • Author(s): S. Matsukiyo, M. Scholer
  • Organizer: KINETIC MODELING OF ASTROPHYSICAL PLASMAS
  • Place of Presentation: Cracow, Poland
  • Year and Date: 2008-10-09
• [Presentation] Quasilinear analysis on electron heating in a foot of a high Mach numbershoc (2008)
  • Author(s): Shuichi Matsukiyo, Manfred Scholer
  • Organizer: KINETIC MODELING OF ASTROPHYSICAL PLASMAS
  • Place of Presentation: Jagiellonian University Conference Center (Cracow), Poland
  • Year and Date: 2008-10-09
• [Presentation] Ring-beam instabilities driven by reflected electrons upstream of a quasiperpendicular shock (2008)
  • Author(s): 白野博敬、羽田亨、松清修一
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会第1 2 2回講演会
  • Place of Presentation: 名古屋市
  • Year and Date: 2008-09-30
• [Presentation] 大規模シミュレーションによる宇宙線衝撃波加速研究の展望 (2008)
  • Author(s): 松清修一
  • Organizer: STE研究集会「ペタスケールコンピューティング検討会」「太陽地球/惑星系統合型モデル・シミュレータ構築に向けた研究集会」
  • Place of Presentation: 横浜市
  • Year and Date: 2008-08-06
• [Presentation] 大規模シミュレーションによる宇宙線衝撃波加速研究の展望 (2008)
  • Author(s): 松清修一
  • Organizer: STE研究集会「ペタスケールコンピューティング検討会」「太陽地球/惑星系統合型モデル・シミュレータ構築に向けた研究集会」
  • Place of Presentation: 海洋研究開発機構横浜研究所(横浜市)
  • Year and Date: 2008-08-06
• [Presentation] 衝撃波遷移層における電子加熱効率 (2008)
  • Author(s): 松清修一、M. Scholer
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2008年大会
  • Place of Presentation: 千葉市
  • Year and Date: 2008-05-26
• [Presentation] 衝撃波遷移層における電子加熱効率 (2008)
  • Author(s): 松清修一、Manfred Scholer
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2008年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場(千葉市)
  • Year and Date: 2008-05-26
• [Presentation] Instabilities in the Foot Region of Quasi-Perpendicular Shocks: Full Particle Electromagnetic Simulations (2007)
  • Author(s): M. Scholer, H. Comisel, S. Matsukiyo
  • Organizer: AGU Fall Meeting 2007
  • Place of Presentation: SanFrancisco, USA
  • Year and Date: 2007-12-13
• [Presentation] Role of Modified Two-Stream Instability for Self-Reformation and Ion Acceleration in Quasi-Perpendicular Shocks (2007)
  • Author(s): S. Matsukiyo, M. Scholer
  • Organizer: AGU Fall Meeting 2007
  • Place of Presentation: SanFrancisco, USA
  • Year and Date: 2007-12-13
• [Presentation] Role of Modified Two-Stream Inatability for Self-Reformation and Ion Acceleration in Quasi-Perpendicular Shocks (2007)
  • Author(s): Shuichi, Matsukiyo・Manfred Scholer
  • Organizer: AGU Fall Meeting 2007
  • Place of Presentation: Moscone South & Moscone West(SanFrancisco), USA
  • Year and Date: 2007-12-13
• [Presentation] Instabilities in the Foot Region of Quasi-Perpendicular Shocks: Full Particle Electromagnetic Simulations (2007)
  • Author(s): Manfred, Scholer・Horia, Comisel・Shuichi, Matsukiyo
  • Organizer: AGU Fall Meeting 2007
  • Place of Presentation: Moscone South & Moscone West(SanFrancisco), USA
  • Year and Date: 2007-12-13
• [Presentation] Ring-beam instabilities driven by reflected electrons upstream of a quasi-perpendicular shock (2007)
  • Author(s): 白野博敬、羽田亨、松清修一
  • Organizer: 地球電磁気・地球惑星圏学会第122回講演会
  • Place of Presentation: 名古屋大学(名古屋市)
  • Year and Date: 2007-09-30
• [Presentation] PIC simulations of quasi-perpendicular shocks: Roles of modified two-stream instability in particle heating (2007)
  • Author(s): S. Matsukiyo, M. Scholer
  • Organizer: acceleration, and self-reformation processes, AOGS (Asia Oceania Geoscience Society) meeting 2007
  • Place of Presentation: Bangkok, Thailand
  • Year and Date: 2007-08-04
• [Presentation] PIC simulations of quasi-perpendicular shocks: Roles of modified two-strenm instablilty in particle heating, acceleration, and self-reformation processes (2007)
  • Author(s): Shuichi, Matsukyo・Manfred, Scholer
  • Organizer: AOGS(Asia Oceania Geoscience Society) meeting 2007
  • Place of Presentation: Queen Sirikit National Convention Center(Bangkok, Thailand)
  • Year and Date: 2007-08-04
• [Presentation] 変形2流体不安定性を伴う準垂直衝撃波の特徴 (2007)
  • Author(s): 松清修一
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2007年大会
  • Place of Presentation: 千葉市
  • Year and Date: 2007-05-21
• [Presentation] 変形2流体不安定性を伴う準垂直衝撃波の特徴 (2007)
  • Author(s): 松清修一
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2007年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉市)
  • Year and Date: 2007-05-21
• [Presentation] Roles of modified two-stream instability in supercritical shock waves (2007)
  • Author(s): S. Matsukiyo
  • Organizer: Japan-Korea Mini- Workshop 2007
  • Place of Presentation: Daegeon, Korea
  • Year and Date: 2007-04-04
• [Presentation] Roles of modified two-stream instability in supercritical shock waves (2007)
  • Author(s): Shuichi, Matsukiyo
  • Organizer: Japan-Korea Mini-Workshop 2007
  • Place of Presentation: National Fusion Research Center(Daegeon), Korea
  • Year and Date: 2007-04-04
• [Remarks] 提案書SCOPE計画提案書第2章(2-1節)執筆平成20年9月30日
  • URL: http://www.esst.kyushu-u.ac.jp/~space/matsukiyo/
• [Remarks] (論文リストを公表)
  • URL: http://www.esst.kyushu-u.ac.jp/~space/matsukiyo/index.html