2016 Fiscal Year Annual Research Report
運動論的乱流形成とその散逸に伴うプラズマ加熱・粒子加速機構
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26287119
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
齊藤 慎司 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任准教授 (60528165)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
成行 泰裕 富山大学, 人間発達科学部, 准教授 (50510294)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 宇宙プラズマ物理 / 太陽風プラズマ / プラズマ乱流 / 計算物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではプラズマ運動論が重要となるような空間および時間スケールでのプラズマ乱流の非線形プロセスに注目し、特に波動散逸や不安定性に伴うプラズマ粒子の加速および加熱プロセスについての研究を行っている。
運動論的性質が重要になってくるようなプラズマ乱流を運動論的乱流と呼び、これより十分空間・時間スケールの大きな磁気流体近似（MHD）プラズマ乱流から、乱流カスケードを経てエネルギーが供給されていると考えられている。MHDプラズマ乱流から供給されたエネルギーをもとにwhistler波動やkinetic Alfven波動が生成されていると考えられており、本研究では特にwhistler乱流に注目し、その非線形発展について調べている。
今年度はMHDスケールに近いwhistler乱流の非線形発展についてプラズマ粒子シミュレーション手法を用いて計算を行い、以下2点について新しい知見を得ている。
[1] イオンスケールwhistler乱流の非線形発展において、whistlerとは全く性質の異なるイオン音波が間欠的に励起される。
[2] イオンスケールwhistler乱流中での磁場スペクトルの特徴と中間スケール（イオンスケールと電子スケールの間）での特徴が異なる。
[1]については複数の国際学会（AOGS（2016年8月（Beijing, China）招待講演）, AGU Fall Meeting（2016年12月（San Francisco, USA）））、国内研究集会において口頭発表を行っている。また、現在この成果についての論文の執筆作業がほぼ完了し、2017年度前半中にPhysics of Plasmasからの出版を目指している。[2]については、2016年のSGEPSS秋学会において口頭発表を行っており、現在より詳細の解析を実施中である。
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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
論文の執筆のペースは少し遅れているが、2017年度中に2本以上の論文投稿が可能であると見積もっている。また当初予想していなかったwhistler乱流の非線形的性質を2016年度においては発見しており、運動論的乱流の新しい知見を得ている。
現在whistler乱流以外のプラズマ波動や非線形構造についての解析を計画しており、今年度中に新たな結果が得られることを期待出来ることから、運動論的乱流の研究としては順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Whistler乱流中において、不安定性を介したイオン音波が励起されるプロセスについて成果をまとめ終えた段階であり、近日中にPhysics of Plasmasへ投稿し、年度前半中の出版を目指している。また、現在イオンスケール中でのwhistler乱流の磁場スペクトルの特徴について研究を進めているが、より大きな空間スケールでの検証が必要であると考えており、現在これまでの4倍の面積スケールの計算を実行中である。これによる結果を解析し共同研究者との議論および学会発表を経て、年内中に論文投稿へ繋げる予定である。
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| Causes of Carryover |
28年度内に国際誌へ論文を投稿する予定であったが、データ解析に想定より多くの時間を費やしたため、投稿が遅れ28年度の未使用分が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
年度内に未投稿であった論文を早急に投稿および出版へ繋げ、その投稿料として使用する。
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