2021 Fiscal Year Annual Research Report
彩層からコロナまでの広温度域太陽大気プラズマに実験室から迫る
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19H00665
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
中村 信行 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 教授 (50361837)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原 弘久 国立天文台, SOLAR-Cプロジェクト, 教授 (20270457)
村上 泉 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (30290919)
坂上 裕之 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (40250112)
山本 則正 中部大学, 工学部, 准教授 (40350326)
加藤 太治 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (60370136)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 太陽コロナ / 鉄多価イオン / 真空紫外スペクトル / プラズマモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前半の2年間において観測に必要な分光器や検出器、測定器をほぼ揃えることができた。特に、Solar-C_EUVSTによる分光診断で重要となる真空紫外領域を観測するために立ち上げた真空紫外分光器を電気通信大学の小型電子ビームイオントラップ（CoBIT）に設置し、その性能評価を中心として、Ne多価イオンの発光線を観測した結果をJ. Phys. Soc. Jpnに投稿し、査読を経た後に掲載された。加えて今年度において、可視領域の分光をより効率的に行うために新たな分光器の導入を行い、その動作試験を行った。
また、より短い波長領域を観測する極端紫外領域の分光測定においては、太陽フレアなど特に活動的な領域の診断において有用となるAr XIV発光線の密度依存性を高磁場電子ビームイオントラップTokyo-EBITとCoBITを用いることで広い密度領域について実験的に決定し、モデル計算と比較・評価した。この成果については物理学会で発表した他、Astrophysical Journal誌に投稿し、査読を経た後に掲載された。
一方、以前からモデル計算と実験・観測との差異が指摘されているFe XV発光線強度比の密度依存性について、その差異の原因を調べるため実験と計算の双方から研究を進めた。実験では核融合科学研究所のCoBITで観測したエネルギー依存性について解析を進め論文化を進めた。理論的には、価数の低いイオンからの電離の寄与を詳細に取り入れた他、モデルに使用されている断面積の信頼性を慎重に評価した計算を行った。この成果については物理学会で発表し、論文化についても準備を進めている。
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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
本課題は2019年度から開始され、2020年度からは新型コロナ感染症拡大の影響による実験の停止、納品の遅れなどの多少の影響は受けたものの、おおむね計画通りに進行している。共同研究においてもお互いの施設の往来が制限される期間が多かったが、リモート環境を有効活用することで、電気通信大学および核融合科学研究所における実験も、各施設においてお互いに意思疎通をはかりながら進めることができた。共同研究打ち合わせもリモートの活用により問題なく進めることができた。
前半の2年間において、既存の装置で可能な実験を進めつつ、新たな波長領域の観測や、効率的な観測を可能とする分光器や検出器、測定器をほぼ揃えることができ、3年目である2021年度においてはそれらを用いた成果について学会発表や投稿論文などで公表するまでに至った。最終年度である2022年度の研究実施に向け、おおむね順調に進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度となる2022年度においては、2021年度までの成果を発展させるべく実験および理論の両面で研究を進める。
まず、将来のSolar-C_EUVSTによる分光診断で重要となる真空紫外領域に関しては、重要な観測輝線の一つであるNe VIIの46.5nm発光線を中心として、エネルギー依存性、密度依存性などを測定する。特にエネルギー依存に現れる共鳴励起過程に着目して、電子ビームエネルギーを高速走査した測定を行う。
より短い波長域である極端紫外領域においては、2021年度に成果を得たAr XIVよりもさらに高温の領域で有用となるCa XVの輝線強度比の密度依存性の測定をTokyo-EBIT、CoBITという2種の電子ビームイオントラップを用いて行う。また、モデル計算と実験・観測との差異が指摘されているFe XVの輝線強度比に関する研究および論文化を進める他、太陽観測において重要となるFeの他の輝線についても、極端紫外、真空紫外にわたる広い波長領域における観測を行う。
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