2017 Fiscal Year Annual Research Report
Laboratory experiment of magnetic reconnection under strong guide field to investigate generation process of energetic electrons
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26287143
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
井 通暁 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (00324799)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小野 靖 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (30214191)
今田 晋亮 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 講師 (40547965)
神尾 修治 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (80705525)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 宇宙・天体プラズマ / 磁気リコネクション / 粒子加速 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究最終年度は、これまでに開発した計測器のうち、軟X線発光イメージングと詳細磁場計測とを運用し、高ガイド磁場下での磁気リコネクションの過渡的な磁場構造変化と高速電子発生との関連性を調査した。
ピンホール、マイクロチャンネルプレートおよび高速カメラで構成される軟X線イメージングシステムを用いて、リコネクション点付近からの軟X線発光分布の変化を5 マイクロ秒程度の時間分解能で捉えることに成功した。領域全体からの軟X線発光量は、プラズマ合体過程の前半に最大となり、その後は単調に減少する。これは、リコネクション領域のプラズマ密度増加に伴い、電子が十分な加速を受ける前に衝突によってエネルギーを失うためであると考えられる。軟X線発光が最大となる時刻では、セパラトリクスのうちリコネクション点からの磁力線の向きが電子加速方向と一致する領域に発光が局在していることがわかった。一方、軟X線発光量が最大値となるまでの期間は、その発光領域はむしろ下流側に広く分布していることが観測された。
プラズマ合体現象はおよそ30マイクロ秒程度で完了するが、その間上流側の条件も変化するため、最初期にプラズマ同士が接触した瞬間から過渡的な構造形成が進展する。一般的な定常リコネクション状態では、リコネクション電場によって逆方向に加速されたイオンと電子の運動は、面内に誘起される電場によって抑制されることになるが、実験における過渡状態では面内電場が形成されておらず、下流領域においても電子の加速が発生していると考えられる。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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