2014 Fiscal Year Annual Research Report
太陽風プラズマにおける温度異方性とベータ比の逆相関についての研究
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14F04028
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
成行 泰裕 富山大学, 人間発達科学部, 准教授 (50510294)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
SEOUGH Jungjoon 富山大学, 人間発達科学部, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 太陽風プラズマ / 温度異方性 / ファイアホース不安定性 / ホイッスラー不安定性 / 電子ストロー分布 / イオン種間速度差 / 非一様性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
9月末からの研究開始であったが、本年度は以下のような結果を得ることが出来た：(a)粒子シミュレーションを用いて電子ファイアホース不安定性が非熱的陽子を生成する過程を示した、(b)粒子シミュレーションを用いてホイッスラー不安定性によりコア電子に対して相対速度を持つ電子ハロー分布から電子ストロー分布が生成される過程を示した、(c)ブラソフ系の線形解析よりアルファ粒子と陽子間のドリフト速度差がアルファ粒子ファイアホース不安定性へ及ぼす影響（平行方向ファイアホース不安定性の成長率が伝搬方向に対して非対称になること、平行方向ファイアホース不安定性・斜め方向ファイアホース不安定性双方の成長率が上昇すること）を示した、(d)陽子温度異方性を記述するグローバル運動論モデルにおける不定性と適用限度を特定した。具体的には、(i)非一様磁場における平衡状態の決め方、(ii)非一様な背景場を考えるときの準線形理論における近似の妥当性、(iii)波の発展方程式(wave equation)における非一様性の効果とそれにより非線形発展が受ける影響、(iv)座標系に対する発展方程式及び分散関係式双方の無矛盾性、が具体的な検討課題であることを明らかにした。
上記を簡単にまとめると、(1)プラズマの温度異方性や成分間の相対速度から非熱的成分が生成される過程、(2) プラズマの成分間の相対速度が温度異方性による不安定性へ与える影響、(3)太陽風プラズマのグローバルな非一様性の影響を含む運動論モデルの再構築、について幾つかの結果が得られたということになる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画では主に陽子の温度異方性に注目して研究を行う予定であったが、来日までの間にSeough氏が粒子シミュレーションに習熟していたため、より包括的に陽子温度異方性を議論するため、電子およびアルファ粒子分布の非熱的性質についても解析を行うことにした。実際、上記の結果(a)で触れたように電子が駆動する不安定性が陽子の非熱的成分を生成する過程や、陽子―アルファ粒子間の相対速度差がアルファ粒子が駆動する不安定性を変質させることが発見されており、陽子の温度異方性の解明における粒子種間の相互作用の重要性が明らかになったことは大きな収穫である。当初予定していた斜めファイアホース不安定性の準線形理論解析がまだ未完了であるため進捗状況は(3)としたが、非一様モデルの検討などは順調に行われており、過度に手を広げ過ぎず堅調に進捗すれば、最終的な科学的成果は当初の計画を上回ることが期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
複数の粒子種・成分を取り扱うことの重要性が明らかとなったため、今後はその事実を踏まえて当初予定されていた(1)斜めファイアホース不安定性の解析、(2)磁場揺動の自発励起、(3)グローバル運動論モデルを用いた解析、を進める。(1)に関しては、出来るだけ早い段階で当初予定されていた作業(準線形解析)を終わらせ、多成分プラズマにおける粒子シミュレーションの検討を進める。(2)に関しては、近年報告された多種プラズマ中の電磁場揺動に関する理論(Navarro et al, Phys. Plasmas, 2014)も踏まえ、プラズマ中の不安定性へ与える影響について議論を行う。(3)に関しては、現在挙げられている課題について、成行とSeough氏とで分担して検討を進める。
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Research Products
(3 results)
