| Project/Area Number |
21K13978
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中村 紗都子 名古屋大学, 高等研究院(宇宙), 特任助教 (00870247)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 磁気圏 / プラズマ物理 / 放射線帯 / プラズマ波動 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は「粒子ドリフトエコーホール」という現象を応用した宇宙プラズマの新たな観測手法の提唱および地球磁気圏での実証である。ドリフトエコーホールは申請者が観測例を初めて発見し報告したもので、磁気圏の局所かつ散発的な粒子加速の影響がドリフト下流で特徴的なフラックスとして検出されるものである。ドリフトエコーは上流の加速機構とドリフト中の背景プラズマの情報を含んでいるため、本申請ではエコーを磁気圏全体のモニターとして応用する手法を考案する。またその有用性の実証として地球磁気圏の各種素過程と放射線帯ダイナミクスの定量評価を試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
あらせ衛星、Van Allen Probes衛星、THEMIS衛星、また地上磁場観測データを使用して、本研究課題で提案した「磁気圏電子ドリフトエコー」が検出されたイベントを100例以上抽出した。これらは1分スケールで放射線帯電子（500 keV - 2 MeV）が急減したのちエネルギー分散が見られるもので、特にEMIC波動による粒子散乱が疑われるものに焦点をあてている。これらのイベントを仕分けし、EMIC波動との同時性や複数衛星での同時検出の有無、EMIC発生領域からの距離や地磁気活動度との関連を調べた。多くは地磁気擾乱時に昼側外部磁気圏で発生していることが示唆され、放射線帯電子を10%程度減少させていることがわかった。またこれらのイベント検出の経験から、３次元フラックスデータからドリフトエコーを自動抽出するプログラムを開発し、ドリフトエコーの時空間スケールとその時間発展を定量評価できるようにした。ドリフトエコーの時空間スケールは電子散乱の発生領域の広さと、ドリフトエコーの長さは電子散乱が効果的に発生したエネルギー範囲を、また時間発展はドリフト周回中の第三断熱不変量の破れによる粒子拡散の効果を示している。本年度は統計解析に向けたイベントの収集を終え、その磁気圏内での位置分布や磁気擾乱度との相関関係を調べている。以上の結果は論文にまとめるとともに、国際学会での招待講演などで広く発表している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ドリフトエコーの結果をCOSPAR（ギリシャ）、AGU（シカゴ）などの海外学会やサイエンス会議（東京）、SGEPSS（神奈川）などの国内研究会で発表し議論を重ねた。またこれらの成果が評価され、学会奨励賞の受賞や助成金の取得につながった。現在上記の成果を２本の投稿論文として投稿中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度に検出した多くの観測例と、並行して開発した自動検出プログラムを用いて、ドリフトエコーモニターの定量評価を行い、統計解析を行う。これらをまとめて、放射線帯の定常モニターツールとしての性能評価を行う。
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