2007 Fiscal Year Annual Research Report
磁気嵐に伴うコーラス放射の発生と相対論的電子加速の研究
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17340146
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大村 善治 Kyoto University, 生存圏研究所, 教授 (50177002)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
臼井 英之 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (10243081)
荻野 竜樹 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (00109274)
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| Keywords | 宇宙科学 / 宇宙空間 / 磁気圏・電離圏 / 超高層物理学 / 地球電磁気 / シミュレーション / 放射線帯 / ホイッスラー |
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| Research Abstract |
シミュレーションで再現されたコーラス放射過程の理論解析を行い、非線形効果により高エネルギー電子の位相空間に電磁的な効果で電子ホールが形成されて、それによりコーヒーレントな波動が成長する非線形理論解析を行った。周波数変化率と波動の振幅の関係を導き、シミュレーションの結果と良い一致を見た。この非線形成長過程は、コーラス放射の周波数の時間変動と外部磁場の空間的な変化の2つの効果によって、ホイッスラーモード波が磁力線に沿って赤道面付近から地場の強くなる高緯度に向かって伝搬する際に実現されることが理論的に解明された。赤道に向かって負の共鳴速度で走行する相対論電子の速度が赤道面に達する前にゼロになると電子は進行方向を変えて、ホイッスラーモード波の伝搬と同じ方向に走行するようになる。この間、電子は連続的に加速されて、数100keVからMeVのエネルギーにまで一挙に加速されることを見出した。これをRelativistic Turning Acceleration (RTA)と名付けて発表した。RTA過程によってMeVまで加速された電子は、再度ホイッスラーモードに捕捉されて、さらに高いエネルギーへと加速される。ホイッスラーモード波と同じ方向に走行しながら加速されるため、非常に効率のよい加速過程となる。この加速過程いついて理論解析を行い、これをUltra-Relativistic Acceleration (URA)と名付けて発表した。
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