1990 Fiscal Year Annual Research Report
サイクロトロン波とのサブハ-モニクス共鳴による粒子加速・加熱
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02804026
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
南部 充宏 九州大学, 教養部, 教授 (40038500)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺沢 敏夫 京都大学, 理学部, 助教授 (30134662)
羽田 亨 九州大学, 教養部, 助教授 (30218490)
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| Keywords | サブハ-モニクス共鳴 / カオス / 磁気音波 / 粒子加速 / 電磁流体波 / 非線形現象 / プラズマメ-ザ- |
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| Research Abstract |
1.外磁場に垂直に伝播する磁気音波とイオンの共鳴
磁気音波とイオンのサブハ-モニクス共鳴の条件はnω=mΩ_iで与えられる事が判った(n,mは整数;Ω_iはイオンサイクロトロン周波数).特に冷たいプラズマ中ではm=1のみ可能である。磁気音波の幅巾が大きくなるとResonance Overlapのメカニズムによりカオス化する。磁気音波の数が増えるとイオン加速効率も良くなる。変調磁場によるサイクロトロン加速器の原理が数値計算により実証された。
2.斜め伝播磁気音波とイオンの共鳴
共鳴条件はn(wーR_<11>V_<11>)=mΩ_iで与えられる。ここでR_<11>,V_<11>は夫々,外磁場方向の波数,イオン速度を示す。数値計算によると加速効率は直角伝播でなく,少し斜めで最大になる。例えば,磁気音波の振巾(δB)と外磁場の比δB/B_o=0.4,磁気音波の周波数ω/Ω_i=0.2の場合最大加速はθ=86°でおこる。この理由の解明は将来の問題である。
3.MHD波動からの高周波モ-ドへのエネルギ-上方変位
宇宙空間プラズマ中の主たるエネルギ-を占める電磁流体波は高周波モ-ドとは直接相互作用をしないと考えられて来た。しかるに,日本とソ連で近年指摘されたプラズマメ-ザ-効果によると宇宙空間プラズマの様な非線形・開方系では可能である。ここでは運動論的アルヴエ-波と高周波正常波の相互作用が研究され,エネルギ-上方変位の効率が求められた。
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[Publications] T.Terasawa: "Reply to comment by Lanzerotti and Hasegawa" Geophysical Research Letters. 17. 193-194 (1990)
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[Publications] T.Terasawa: "Ion heating and acceleration via cyclotron subharmonic resonance with obliquely propagating magnetosonic wave" J.Geophys.Research.
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[Publications] M.Nambu: "Anomalous radiation from Langmuir turbulence" Physics of Fluids. B2. 302-309 (1990)
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[Publications] M.Nambu: "A possible plasma wave chaos" Physics of Fluids. B2. 2845-2846 (1990)
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[Publications] M.Nambu: "Electromagnetic emission due to nolinear forces" Physical Review A.
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[Publications] M.Nambu: "Plasma maser of ordinary mode in the presence of kinetic Alfven wave turbulence" Physics of Fluids.
