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相対論的プラズマシートでの高エネルギー粒子加速と輻射過程

研究課題

研究課題/領域番号 07F07046
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 プラズマ科学
研究機関東京大学

研究代表者

星野 真弘  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授

研究分担者 JAROSCHEK Claus Herward  東京大学, 大学院・理学系研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2008年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2007年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード相対論プラズマ / プラズマシート / 磁気リコネクション / ドリフトキンク不安定 / 輻射過程 / シンクロトロン放射 / 電子粒子シミュレーション / 粒子加速 / 電磁粒子シミュレーション
研究概要

近年高エネルギー天体現象の観測が進展し、活動銀河核からのジェット、ガンマ線バースト、パルサー風などにおける粒子加速は、宇宙プラズマ物理の重要問題となってきており、そのような天体における磁場エネルギーを粒子の運動エネルギーに効率よく変換する物理過程が注目されている。本研究では、アルフベン速度が光速に漸近する強磁場中での相対論的磁気リコネクション過程についてシミュレーション研究を行った。特に高エネルギー粒子によるシンクロトロン輻射損失を考慮することで、爆発的に磁場エネルギーを解放するリコネクション過程が存在するであろうとの仮説を立てて研究を始めた。まず輻射の効果は、従来のプラズマ粒子コードを改良してローレンツ・アブラハム方程式を解くことが可能であることを示した。そしてリコネクションの数値シミュレーション実験の結果、シンクロトロン輻射損失によりプラズマシートの温度が下がり、更に温度異方性が作られて磁気リコネクションによるエネルギー変換が著しく増大することを明らかになった。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Stochastic Particle Acceleration by the Forced Interaction of Relativistic Current Sheets2008

    • 著者名/発表者名
      C. H. Jaroschek, M. Hoshino, H. Lesch, R. A. Treumann
    • 雑誌名

      Advances in Space Research 41

      ページ: 481-490

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gibbsian Theory of Power Law Distributions2008

    • 著者名/発表者名
      R. A. Treumann, C. H. Jaroschek
    • 雑誌名

      Physical Review Letters DOI:10.1103/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stochastic Particle Acceleration by the Forced Interaction of Relativistic Current Sheets2008

    • 著者名/発表者名
      C.H.Jaroschek, M.Eoshino, H.Lesch, and R.A.Treumann
    • 雑誌名

      Advances in Space Research 41

      ページ: 481-490

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction Between Alternating Magnetic Fields and a Relativistic Collisionless Shock2008

    • 著者名/発表者名
      K.Nagata, M.Hoshino, C.H.Jaroschek and H.Takabe
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal (印刷中)(掲載確定)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gibbsian theory of power law distributions2008

    • 著者名/発表者名
      R, A.Treumann and C.H.Jaroschek
    • 雑誌名

      Physical Review Letters (印刷中)(掲載確定)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Correlated Relativistic Current Sheet Systems2008

    • 著者名/発表者名
      C. H. Jaroschek
    • 学会等名
      49^<th> annual meeting of the APS Division of plasma physics
    • 発表場所
      オーランド(アメリカ)
    • 年月日
      2008-11-14
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Non-thermal particle generation in relativistic current sheets(RCS):Interacting RCS ensembles,baryon contamination and radiative loss"2008

    • 著者名/発表者名
      C.H.Jaroschek
    • 学会等名
      The US-Japan Workshop on Magnetic Reconnection 2008
    • 発表場所
      沖縄(日本)
    • 年月日
      2008-03-03
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Radiation Dominated Relativistic Current Sheets2008

    • 著者名/発表者名
      C.H.Jaroschek
    • 学会等名
      International workshop on plasma shocks in laboratory, astrophysical and space plasmas
    • 発表場所
      大阪(日本)
    • 年月日
      2008-01-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Correlated Relativistic Current Sheet Systems2007

    • 著者名/発表者名
      C.H.Jaroschek
    • 学会等名
      49th annual meeting of the APS Division of plasma physics
    • 発表場所
      オーランド(アメリカ)
    • 年月日
      2007-11-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2024-03-26  

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