| Project/Area Number |
23K13081
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 14010:Fundamental plasma-related
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 磁気リコネクション / 磁化プラズマ / プラズモイド合体 / スフェロマック / 磁場反転配位 / 磁化プラズモイド合体 / 高速インフロー / 磁化プラズモイド / 衝撃波 / 実験室宇宙物理学 |
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| Outline of Research at the Start |
天体プラズマ中で生じる磁気リコネクションは，古典的な理論モデルによる予測よりも遥かに高速に生じ，その物理機構を定量的に理解することは，現在のプラズマ物理の主要な課題の一つである。近年，衝撃波による効果などを考慮した新たな理論モデルが次々と提案されており，これらのモデルの検証のために実際の現象の詳細な観測が重要である。しかし，宇宙空間で突発的に生じる現象の直接観測には限界があるため，本研究では衝撃波を伴う速度領域で磁気リコネクションを生じさせる実験装置を新たに開発し，磁気リコネクション速度に対する衝撃波による作用を検証する。
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| Outline of Final Research Achievements |
The magnetic reconnection process was observed to investigate the effect of the supersonic inflow on the reconnection speed. The experimental device for the collision and merging of two magnetized plasmoids at supersonic speed, and the magnetic probe array for the observation of the magnetic field structure around the collision surface, were newly built in this study. The observation was performed focusing on the magnetic reconnection speed and the time evolution of the magnetic field structure during the collision and merging. It was suggested that the merging process, accompanied by magnetic reconnection, is completed relatively rapidly under conditions where the inflow speed exceeds the ion speed of sound and the Alfven speed. Further research will be conducted to evaluate the dependence of magnetic reconnection speed on inflow speed using the newly built device.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
磁気リコネクションは天体プラズマや実験室プラズマ中で普遍的に観測される現象であるが，既存の準静的過程を前提とした理論モデルだけでは定量的な説明ができない。そのため，高速なインフローや衝撃波を伴う場合など，動的な物理過程を含んだ理解が重要である。しかし，従来の磁気リコネクションの地上実験は，準静的な条件下におけるものがほとんどで，動的な物理過程を含む実験の実施例は少ない。したがって，本研究によってイオン音速やアルヴェン速度を超えるような高速インフローを伴う条件領域の実験が実現したことは，今後の磁気リコネクション研究の発展に大きく寄与するものと期待できる。
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