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2009 Fiscal Year Final Research Report

Waves and Instabilities in Magnetospheric Rotating Plasmas

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 19340170
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Plasma science
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

YOSHIDA Zensho  The University of Tokyo, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (80182765)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) OGAWA Yuichi  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (90144170)
FURUKAWA Masaru  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 準教授 (80360428)
SAITOH Haruhiko  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教 (60415164)
MORIKAWA Junji  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教 (70192375)
Project Period (FY) 2007 – 2009
Keywordsプラズマ物理 / 磁気圏プラズマ / 自己組織化 / 非エルミート性 / 非線形波動 / 異常輸送 / 乱流
Research Abstract

A magnetospheric configuration gives rise to various peculiar plasma phenomena that pose conundrums to astrophysical studies. We have demonstrated that the plasma self-organizes a stable vortex, in which particles diffuse inward to steepen the density gradient. By electron-cyclotron heating (ECH), we can produce ultra high beta (>0.7) stable (confinement time>0.1s) plasma. We can also produce a pure-electron plasma by emitting electrons from an electron gun placed in the vicinity of the confinement region. The confinement time is longer than 300s. The self-organized confinement is explained by the "distortion" of the phase space of magnetized particles in a strongly inhomogeneous magnetic field.

  • Research Products

    (68 results)

All 2010 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (18 results) (of which Peer Reviewed: 18 results) Presentation (47 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Magneto-spheric vortex formation : self-organized confinement of charged particles2010

    • Author(s)
      Z. Yoshida, H. Saitoh, J. Morikawa, Y. Yano, S. Watanabe, Y. Ogawa
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett.(to be published)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 流れのある平衡・安定性理論の課題2010

    • Author(s)
      吉田善章
    • Journal Title

      プラズマ・核融合学会誌 86

      Pages: 209-219

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stabilization of Pressure-driven Magneto-hydrodynamic Modes by Separatrix in Dipole Plasma Confinement2010

    • Author(s)
      M. Furukawa, H. Hayashi, Z. Yoshida
    • Journal Title

      Phys.Plasmas 17

      Pages: 1-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Construction and Opera-tion of an Internal Coil Device, RT-1, with a High-Temperature Superconductor2009

    • Author(s)
      Y. Ogawa, Z. Yoshida, J. Morikawa, H. Saito, S. Watanabe, Y. Yano, S. Mizumaki, T. Tosaka
    • Journal Title

      Plasma Fusion Res. 4

      Pages: 1-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurement of the Density Profile of a Toroidal Non-neutral Plasma by a Wall-Probe Array2009

    • Author(s)
      H. Saitoh, Y. Yano, T. Mizushima, J. Morikawa, Z. Yoshida
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Res. 4

      Pages: 1-7

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Topological transition from accretion to ejection in a disk jet system--singular perturbation of the Hall effect in a weakly ionized plasma2009

    • Author(s)
      J. Shiraishi, Z. Yoshida, M. Furukawa
    • Journal Title

      Astrophys.J 697

      Pages: 100

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Kolmogorov dissipation scales in weakly ionized plasmas2009

    • Author(s)
      V. Krishan, Z. Yoshida
    • Journal Title

      Mon.Not.R.Astron.Soc. 395

      Pages: 2039-2044

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Improvement of field accuracy and plasma performance in the RT-1 device2009

    • Author(s)
      Y. Yano, Z. Yoshida, J. Morikawa, H. Saitoh, H. Hayashi, T. Mizushima
    • Journal Title

      Plasma Fusion Res. 4

      Pages: 1-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Clebsch parameterization : basic properties and remarks on its applications2009

    • Author(s)
      Z. Yoshida
    • Journal Title

      J.Math.Phys. 50

      Pages: 1-16

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Initial Results of X-ray Imaging and Energy Spectrum Measurements of Hot Electron Plasmas in RT-12009

    • Author(s)
      H. Saitoh, Y. Yano, T. Mizushima, J. Morikawa, Z. Yoshida
    • Journal Title

      Plasma Fusion Res. 4

      Pages: 1-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multiscale structures in relativistic pair plasmas2009

    • Author(s)
      M. Iqbal, V. Berezhiani, Z. Yoshida
    • Journal Title

      Phys.Plasmas 15

      Pages: 1-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Maximum entropy production in self-organized plasma boundary layer : A thermodynamic discussion about turbulent heat transport2009

    • Author(s)
      Z. Yoshida, S. M. Mahajan
    • Journal Title

      Phys.Plasmas 15

      Pages: 1-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Modification of Probe Characteristics in a Supersonic Plasma Flow2009

    • Author(s)
      S. Watanabe, H. Saitoh, Z. Yoshida
    • Journal Title

      Plasma Fusion Res. 3

      Pages: 1-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Plasma acceleration and cooling by strong laser field due to the action of radiation reaction force2009

    • Author(s)
      V. I. Berezhiani, S. M. Mahajan, Z. Yoshida
    • Journal Title

      Phys.Rev.E. 78

      Pages: 1-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] RT-1 Project : magnetoshpere-like plasma confinement2007

    • Author(s)
      Z. Yoshida, Y. Ogawa, J. Morikawa, M. Furukawa, H. Saitoh, M. Hirota, D. Hori, J. Shiraishi, S. Watanabe, S. Numazawa, Y. Yano, J. Suzuki
    • Journal Title

      Transac.Fusion Sci.Tech. 51

      Pages: 29-33

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Long-Lived Pure Electron Plasma in Ring Trap-12007

    • Author(s)
      H. Saitoh, Z. Yoshida, J. Morikawa, S. Watanabe, Y. Yano, J. Suzuki
    • Journal Title

      Plasma Fusion Res. 2

      Pages: 0451-452

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of a super-conducting levitated coil system in the RT-1 magnetospheric confinement device2007

    • Author(s)
      J. Morikawa, Z. Yoshida, Y. Ogawa, S. Watanabe, Y. Yano, S. Mizumaki, T. Tosaka, Y. Ohtani, M. Shibui
    • Journal Title

      Fusion Engr.Design 82

      Pages: 1437-1442

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Irregular singularity of the magnetorotational instability in a keplerian disk2007

    • Author(s)
      M. Furukawa, Z. Yoshida, M. Hirota, V. Krishan
    • Journal Title

      Astrophys.J. 659

      Pages: 1496-1504

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 磁気圏型プラズマにおける加熱停止後に見られる崩壊現象2010

    • Author(s)
      矢野善久
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2010-03-21
  • [Presentation] 2次元非等方乱流のシェルモデルによる解析2010

    • Author(s)
      播磨健明
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2010-03-21
  • [Presentation] 乱流境界層の現象論モデルとエントロピー生成率2010

    • Author(s)
      川面洋平
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2010-03-21
  • [Presentation] トロイダル純電子プラズマの wall probe を用いた空間分布計測2010

    • Author(s)
      齋藤晴彦
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2010-03-20
  • [Presentation] 磁気圏型プラズマRT-1でのイオン加熱2010

    • Author(s)
      水島龍徳
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2010-03-20
  • [Presentation] 磁気圏型配位でのイオン加熱とイオン温度計測2009

    • Author(s)
      水島龍徳
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2009-09-28
  • [Presentation] Flux driven 系のエントロピー生成率に関する変分と安定性2009

    • Author(s)
      川面洋平
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2009-09-28
  • [Presentation] Clebsch 表現の基礎定理と応用2009

    • Author(s)
      吉田善章
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2009-09-28
  • [Presentation] 格子モデルによる分散・散逸性非線形波動の数値的解析2009

    • Author(s)
      播磨健明
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 磁気圏型配位RT-1における高エネルギー電子の分布・閉じ込め特性2009

    • Author(s)
      齋藤晴彦
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] 磁気計測を中心とした磁気圏型プラズマRT-1の閉じ込め特性解析2009

    • Author(s)
      矢野善久
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2009-09-26
  • [Presentation] Introduction to Advanced Math. Methods in Nonlinear Plasma Theory2009

    • Author(s)
      Z. Yoshida
    • Organizer
      Mini-symposium on Advanced Mathematical Methods in Nonlinear Plasma Theory
    • Place of Presentation
      Trieste, Italy
    • Year and Date
      2009-08-14
  • [Presentation] シア流を含む非一様プラズマ中のMHD波動と安定性2009

    • Author(s)
      古川勝
    • Organizer
      オイラー方程式の数理 : 渦運動と音波150年
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2009-07-23
  • [Presentation] 流れ場の Clebsch 表現について―基本的事項と応用2009

    • Author(s)
      吉田善章
    • Organizer
      オイラー方程式の数理 : 渦運動と音波150年
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2009-07-23
  • [Presentation] Self-organization in two-dimensional turbulence : -remarks on thevariational principle2009

    • Author(s)
      吉田善章
    • Organizer
      Hasegawa-Mima equation : 30 years and future
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2009-05-21
  • [Presentation] 磁気圏型プラズマ閉じ込め実験RT-1の進展2009

    • Author(s)
      吉田善章
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-03-30
  • [Presentation] 磁気圏型プラズマ装置RT-1における高β平衡の磁気計測2009

    • Author(s)
      矢野善久
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-03-28
  • [Presentation] 磁気圏型プラズマ閉じ込め (RT-1) におけるトロイダル方向の流れ計測2009

    • Author(s)
      水島龍徳
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-03-28
  • [Presentation] プラズマの乱流熱輸送におけるヒステリシスの数理解析2009

    • Author(s)
      川面洋平
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-03-27
  • [Presentation] 磁気圏型プラズマ閉じ込めにおける圧力駆動不安定性に対する安定限界解析2009

    • Author(s)
      林裕之
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-03-27
  • [Presentation] 内部層シア流によるテアリングモードの不安定化2009

    • Author(s)
      中津智世
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-03-27
  • [Presentation] 磁気圏型配位RT-1におけるトロイダル純電子プラズマの長時間閉じ込め2009

    • Author(s)
      齋藤晴彦
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-03-27
  • [Presentation] 抵抗性MHD安定性解析における理想MHD領域のプラズマ流効果2009

    • Author(s)
      古川勝
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2009-03-27
  • [Presentation] 磁気圏型プラズマの超高β閉じ込め (反磁性) と内向き輸送 (緩和現象)2009

    • Author(s)
      齋藤晴彦
    • Organizer
      閉じ込め・輸送研究会
    • Place of Presentation
      茨城
    • Year and Date
      2009-01-09
  • [Presentation] RT-1磁気圏型プラズマ実験装置による高βプラズマと非中性プラズマの閉じ込め2008

    • Author(s)
      吉田善章
    • Organizer
      第25回プラズマ・核融合学会年会
    • Place of Presentation
      栃木
    • Year and Date
      2008-12-03
  • [Presentation] High-Beta (Hot Electron) Plasma in Ring Trap 1 (RT-1)2008

    • Author(s)
      吉田善章
    • Organizer
      第22回IAEA核融合エネルギー会議
    • Place of Presentation
      Geneva, Switzerland
    • Year and Date
      2008-10-15
  • [Presentation] 相対論効果による渦度 (磁場) の生成2008

    • Author(s)
      吉田善章
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手
    • Year and Date
      2008-09-23
  • [Presentation] 擬粒子法を用いた流体・運動論シミュレーション-Weibel 不安定性の1D非線形シミュレーション2008

    • Author(s)
      沼澤修平
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手
    • Year and Date
      2008-09-23
  • [Presentation] 流れを持つプラズマにおけるテアリングモード安定性の漸近接続法による解析2008

    • Author(s)
      中津智世
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手
    • Year and Date
      2008-09-22
  • [Presentation] 磁気圏型プラズマ閉じ込めにおけるバルーニング方程式に対する安定限界解析2008

    • Author(s)
      林裕之
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手
    • Year and Date
      2008-09-22
  • [Presentation] テアリングモードのシア流による不安定化メカニズム2008

    • Author(s)
      古川勝
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手
    • Year and Date
      2008-09-22
  • [Presentation] RT-1磁気圏型プラズマの磁気計測とMHD平衡の実験的解析2008

    • Author(s)
      矢野善久
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手
    • Year and Date
      2008-09-21
  • [Presentation] RT-1におけるリミタ導入時のECHプラズマの高エネルギー電子成分の計測実験2008

    • Author(s)
      齋藤晴彦
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手
    • Year and Date
      2008-09-21
  • [Presentation] Maximum entropy production in self-organized plasma boundary layer, Workshop on Maximum Entropy Production : Eart2008

    • Author(s)
      Z. Yoshida
    • Organizer
      life and physical approaches
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2008-09-12
  • [Presentation] RT-1プラズマの高性能化にともなう反磁性計測と新たな平衡計算モデルについて2008

    • Author(s)
      矢野善久
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2008-03-26
  • [Presentation] RT-1におけるプラズマ中の空間電位計測と流れ駆動実験2008

    • Author(s)
      齋藤晴彦
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2008-03-25
  • [Presentation] 高強度電磁波中の相対論的e-pプラズマの摩擦による加速2008

    • Author(s)
      沼澤修平
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2008-03-24
  • [Presentation] Some new understanding of "vortex"--for basic physics and "fusion"2007

    • Author(s)
      Z. Yoshida
    • Organizer
      International Conference on New Energy Sources
    • Place of Presentation
      Tbilisi, Georgia
    • Year and Date
      2007-10-22
  • [Presentation] matter-field 結合の変分原理, 共変形式, 非正準 Hamilton 形式2007

    • Author(s)
      吉田善章
    • Organizer
      日本天文学会2007年秋季大会
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2007-09-28
  • [Presentation] 磁気圏型プラズマ装置RT-1における初期計測実験2007

    • Author(s)
      吉田善章
    • Organizer
      日本天文学会2007年秋季大会
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2007-09-27
  • [Presentation] 磁気回転不安定性と交換型不安定性に関する局所安定条件の統合2007

    • Author(s)
      古川勝
    • Organizer
      日本天文学会2007年秋季大会
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2007-09-26
  • [Presentation] 磁気圏型プラズマ閉じ込めの進展と現状2007

    • Author(s)
      吉田善章
    • Organizer
      日本物理学会第62回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道
    • Year and Date
      2007-09-23
  • [Presentation] RT-1におけるコイル磁気浮上によるプラズマ閉じ込めの改善2007

    • Author(s)
      齋藤晴彦
    • Organizer
      日本物理学会第62回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道
    • Year and Date
      2007-09-23
  • [Presentation] RT-1におけるヘリウム中性線発光強度比を用いた電子温度・密度計測2007

    • Author(s)
      渡邉将
    • Organizer
      日本物理学会第62回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道
    • Year and Date
      2007-09-23
  • [Presentation] 静電波に対する多階層粒子シミュレーション法2007

    • Author(s)
      沼澤修平
    • Organizer
      日本物理学会第62回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道
    • Year and Date
      2007-09-22
  • [Presentation] Lagrangian for Collective Matter-Field Couplings2007

    • Author(s)
      吉田善章
    • Organizer
      京都大学数理解析研究所
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2007-09-12
  • [Presentation] 隙間と組織化―変分原理の観点から2007

    • Author(s)
      吉田善章
    • Organizer
      隙間と組織化
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2007-08-31
  • [Book] The Challenge of Complex Systems2010

    • Author(s)
      Zensho Yoshida
    • Total Pages
      205
    • Publisher
      Springer
  • [Book] 非線形とは何か―複雑系への挑戦2008

    • Author(s)
      吉田善章
    • Total Pages
      201
    • Publisher
      岩波書店
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.ppl.k.u-tokyo.ac.jp/

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Published: 2011-06-18   Modified: 2016-04-21  

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