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実験室及び宇宙プラズマにおける非線形現象の理論及びシミュレーションによる研究

研究課題

研究課題/領域番号 11695028
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 プラズマ理工学
研究機関富山大学

研究代表者

坂井 純一  富山大学, 工学部, 教授 (50019220)

研究分担者 升方 勝己 (升方 勝巳)  富山大学, 工学部, 教授 (80157198)
川田 勉  富山大学, 工学部, 教授 (40019203)
研究期間 (年度) 1999 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
2001年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2000年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1999年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード磁気再結合 / レーザプラズマ / 太陽コロナ加熱 / 電子陽電子プラズマ / 磁場生成 / 高エネルギー粒子加速
研究概要

今年度はモスクワ物理工科大学から1名(Bobrova)が富山大学を1ヵ月間訪問し、又、富山大学から3名(坂井、川田、升方)がモスクワ物理工科大学を1週間訪問して以下の共同研究を行った。
1)宇宙プラズマでの磁気再結合:
宇宙プラズマの多くは無衝突プラズマであり、そのような状況で磁気再結合を引き起こす機構は現在でも解明されていない。我々は、Force-freeの磁場を持つプラズマ考え、2次元の粒子コードシミュレーション及び理論解析により磁気再結合の機構を調べた。その結果、磁場のエネルギーの50%がプラズマの熱エネルギーに変換されることも明らかになり、太陽フレアへの応用も視野にいれている。
2)レーザプラズマ相互作用:
レーザと固体の相互作用でつくられる相対論的電子ビームの非線形力学過程を2次元及び3次元粒子コードで調べた。最初に空間的に一様にある電子ビームは、対向不安定により多くのフィラメント状のビームに分かれ、その後フィラメント状のビームが合体しより大きなビームに成長する、この過程で電子ビームのつくる磁場が散逸して、ビームが減衰することが明らかになった。我々はフィラメント状のビームが合体する過程に2つの合体過程、すなわちほぼ同じ大きさのフィラメントの合体と大きさの異なるフィラメントの合体があり、これらの合体過程で陽子が高エネルギーに加速されることを明らかにした。
3)太陽コロナ加熱機構:
最近NASAのTRACE科学衛星でコロナループの根元にコロナ加熱の熱源が集中して存在する事が明らかになった。我々はこの観測事実を説明する新しいコロナ加熱機構のモデルを提案した。

報告書

(4件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] J.I.Sakai et al.: "Magnetic Field Energy Dissipation driven by Relatiustic Flows in Force-free Collision-less Pair Plasmas"Journal of the Physical Society of Japan. 70. 624-627 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.I.Sakai et al.: "Magnetic Field Energy Dissipation due to Particle Trapping in Force-free Configuration of Collision-less Pair Plasmas"Physical Review E. 63. 0464081-0464089 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.I.Sakai et al.: "Nonlinear Tossional and Compressional Waves in a Magnetic Flux Tube with Electric Current near the Qu : et Solar Photospheric Network"The Astrophysical Journal. 550. 1075-1092 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.A.Bobrva et al.: "Force-free Egulibria and Reconnection of the Magnetic Field Lines in Collision-less Plasma Configurations"Physics of Plasmas. 8. 759-768 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Haruki, J.I.Sakai: "Rapid Dissipation of Magnetic Field Energy driven by Plasma Flows in Fore-free Collision-less Pair Plasmas"Physics of Plasmas. 8. 1538-1544 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.I.Sakai et al.: "Heating of Coronal Loop Footpoints by Magnetic Reconnection resulting from Surface Alfuen Wave and Colliding Plasma Flows"The Astrophysical Journal. 556. 905-911 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Haruki and J.I. Sakai: "Electromagnetic Wave Emission from Dynamical Current Sheet with Pinching and Coalescence of Magnetic Islands in Solar Flare Plasmas"The Astrophysical Journal (Letters). Vol. 552. L175-L179 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Kazimura, J.I. Sakai and S.V. Bulanov: "Relaxation of an Electron Beam during the Onset of the Electromagnetic Filamentation Instability"Plasma Physics Report. Vol. 27, No. 4. 330-334 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Esaulov, P. sasorov, L. Soto, M. Zambra and J. I. Sakai: "MHD simulation of a fast hollow cathode capillary discharge"Plasma Physics and Controlled Fusion. 43. 571-588 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Pegoraro, S.V. Bulanov, J.I. Sakai and G. Tomassini: "Three-dimensional singularities of a thin plasma slab"Physical Review E. vol. 64. 016415-1-016415-11 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.V. Sokolov, H.M. Zhang and J.I. Sakai: "Simple and Efficient Godunov Scheme for Computational Relativistic Gas Dynamics"Journal of Computational Physics. No. 1. 209-234 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.A. Bobrova, A.A. Esaulov, J.I. Sakai, P.V. Sasorov, D.J. Spence, A. Butler, S.M. Hooker, and S.V. Bulanov: "Simulations of a hydrogen-filled capillary discharge waveguide"Physical Review E. 65. 016407-1-016407-11 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.F. Cramer, J.I. Sakai and S.V. Vladimirov: "Nonlinear Alfven Waves in Weakly Ionised Dusty Plasmas"Publications of the Astronomical Society of Australia. 18. 374-383 (2001)

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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Takao, Y. Doi, S. Hirata, M. Shiotani, I. Kitamura, T. Takahashi and K. Masugata: "Characteristics of Ion Beams produced in a Plasma Focus Device"Japanese Journal of Applied Physics. 40. 1013-1015 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.I. Sakai and K. Furusawa: "Nonuniform Heating of Coronal Loop Footpoints and Formation of Loop Threads associated with Up- and Down-flows in the Solar Chromosphere"The Astrophysical Journal. vol. 564. 1048-1053 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.I.Skai et al.: "Magnetic Field Energy Dissipation driven by Relativistic Flows in force-free Collision-less Pair Plasmas"Journal of the Physical Socity of Japan. 70.3. 624-627 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.I.Sakai et al.: "Magnetic Field Energy Dissipation driven by Relativistic Flows in force-free Collision-less Pair Plasmas"Physical Review E. 63. 046408-1-046408-9 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.I.Sakai et al.: "Nonlinear Torsional and Compressional Waves in a Magnetic Flux Tube with Electric Current neer the Quet Solar Photospheric Network"The Astrophysical Journal. 550.2. 1075-1092 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] N.A.Bobrova et al.: "force-free Equilibria and Reconnection of the Magnetic Field Lines in Collision-less plasma configurations"Physics of Plasmas. 8.3. 759-768 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Haruki, J.I.Sakai: "Rapid Dissipation of Magnetic Field Energy driven by Plaasma Flows in Force-free Collision-less Pair Plasmas"Physics of Plasmas. 8.5. 1538-1544 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.I.Sakai et al.: "Heating of Coronal Loop Footpoint by Magnetic Reconnection resulting from Surface Alfven Waves and colliding plasmas Flows"The Astrophysicel Journal. 556. 905-911 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.I.sakai et al: "Magnetic Field Generation and Subsequent Field Dissipation with Magnetic Heating in Relativistic streaming Pair Plasma"Journal of the Physical Society of Japan. 69. 2503-2513 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] IV Sokolov & J.I Sakai: "Magnetohydsodynamics of a Weakly Ionized Plosma : Ambipolas Magnetic Diffusion and Shock Structure"Plasma Physics Reports. 26. 439-501 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] H.Mae et al.: "Magnetic Field Generation and its Noninear Evolution of the Weibel Instability"Progress of Theoretical Physics, Supplement. 138. 720-721 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] T Haruki et al: "Formation of Helical Current during Coalescence of Current Loops in Pair Plasmas"Progress of Theoretical Physics, Supplement. 138. 718-719 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] J.I.Sakai et al: "Simulation of Collision between Shock Waves and a Magnetic Flux Tube"The Astrophysical Journal. 537. 1063-1072 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] N Bobrova et al: "Force-free Equilibria and Reconnection of the Magnotic Field Lines in Collisionless Plasma Configuration"Physics of Plasmas. 8. 759-768 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Bulanov et al.: "Singularities in the Rayleigh-Taylor Instability of a thin Plasma Slab"Physical Review E. 59. 2292-2301 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] J. I.Sakai et al.: "Magnetic flux generation and wave emissions during Coalescence of magnetic islands in pair Plasmas"Physical Review E. 60. 899-903 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Bulanov et al.: "Particle Injection into the Wave Acceleration Phase due to Nonlinear Wake Wave Brabing"Journal of Plasma and Fusion Research. 2. 141-144 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kazimura et al.: "Magnetic Field Generation during the Collision of Counter Streaming Flows"Journal of Plasma and Fusion Research. 2. 478-481 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Kazimura et al.: "Numerical Simulation of Electromagnetic Filamentation and Hollowing Instabilities during Collision of Counter-streaming Plasmas"Journal of the Physical Society of Japan. 68. 3271-3276 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Bulanov et al.: "Laser Acceleration of Charged Particles in Inhomogenous Plasmas II"Plasma Physics Reports. 25. 468-480 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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