Quantification of energy dissipation in collisionless plasma turbulence via nonequiribrium relations

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K03891
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 14010:Fundamental plasma-related
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: NARIYUKI Yasuhiro 富山大学, 学術研究部教育学系, 准教授 (50510294)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 無衝突プラズマ / 磁気流体乱流 / 粗視化モデル / 太陽風

Outline of Final Research Achievements

In the present study, energy dissipation in turbulence of collisionless plasmas such as space plasma is discussed from the point of view of a stochastic model (coarse-grained model). Energy dissipation in the stochastic model is directly connected to macro variables in magnetohydrodynamic turbulence such as the cross-helicity and residual energy. Effective temperature in the non-equilibrium steady state of the low-frequency limit is also shown.

Free Research Field

プラズマ物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

磁気流体乱流中のクロスヘリシティー・残留エネルギー間の関係式とエネルギー散逸を関係づける最小モデルが得られたが、これは惑星間空間のグローバルな発展も含めた磁気流体乱流のモデル化に新しい視点を与えるものである。また、これまでの無衝突プラズマ乱流中の波動粒子相互作用・エネルギー散逸の研究では揺らぎに関する関係式は重要視されていなかったが、今後は本研究の成果が基礎となって人工衛星による「その場」観測と組み合わせたエネルギー散逸分布のパラメータの推定の進展等が期待される。