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電磁イオンサイクロトン波動の非線形解析に基づくジオ・スペースプラズマ環境の研究

研究課題

研究課題/領域番号 12J10930
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 超高層物理学
研究機関名古屋大学 (2013)
独立行政法人宇宙航空研究開発機構 (2012)

研究代表者

小路 真史  名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 特任助教

研究期間 (年度) 2012 – 2014-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2013年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード地球内部磁気圏 / 非線形プラズマ波動 / 波動粒子相互作用 / 大規模シミュレーション / EMICトリガード放射 / 高エネルギーイオンダイナミクス / プラズマ波動 / 高エネルギーイオン / 非線形波動 / プロトンオーロラ
研究概要

電子流体・イオンハイブリッドシミュレーションによって内部磁気圏の赤道域をモデル化し、電磁イオンサイクロトロン(EMIC)トリガード放射の解析を行った。このEMICトリガード放射は、強い非線形波動粒子相互作用によって周波数上昇を起こしたEMIC波であり、内部磁気圏における高エネルギープロトン、及び相対論的電子の消失に関わっていることが明らかになりつつある。本研究ではスーパーコンピュータによって、EMICトリガード放射による非線形波動粒子相互作用を再現し、内部磁気圏プラズマ環境へのインパクトを明らかにすることである。プロトン温度異方性によって自発的に励起するトリガード放射を再現し、多様なスペクトルの形成過程について解析を行った。トリガード放射のコヒーレンシーは、外部磁場の勾配が大きくなるに連れて高くなることが、パラメータ解析の結果明らかとなった。さらに、コヒーレントなトリガード放射の場合、位相空間中において粒子捕捉が効率よく起こり、結果として加速効率が高くなる事を示した。また、インコヒーレントなEMIC放射は、あらゆる空間で同時多発的に発生することから、粒子散乱の時間スケールが早まることを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

リアルスケールハイブリッドシミュレーションにより、EMIC波のスペクトルの差によって現れる内部磁気圏高エネルギー粒子の加速・散乱の違いが明らかに出来た。また、衛星観測研究チームとの共同研究により、これまでに報告が少なかったトリガード放射が相次いで発見できたこと、さらに理論的に示唆されている詳細なスペクトルの構造が発見できたことにより、当初の研究計画以上に進展したと評価した。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Electromagnetic ion cyclotron rising tone emissions observed by THEMIS probes outside the plasmapause2014

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, S., Y. Omura, S. Machida. M. Shoji, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 119 号: 3 ページ: 1874-1886

    • DOI

      10.1002/2013ja019146

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Triggering process of electromagnetic ion cyclotron rising tone emissions in the inner magnetosphere2013

    • 著者名/発表者名
      Shoji, M. and Y. Omura
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 118 号: 9 ページ: 5553-5561

    • DOI

      10.1002/jgra.50523

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Akebono observations of EMIC waves in the slot region of the radiation belts2013

    • 著者名/発表者名
      Sakaguchi, K., Y. Kasahara, M. S hoji, et al.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 40 号: 21 ページ: 5587-5591

    • DOI

      10.1002/2013gl058258

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multidimensional Nonlinear Mirror-mode Structures in the Earth' s Magnetosheath2012

    • 著者名/発表者名
      Shoji, M., Y. Omura, and L. C. Lee
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research, Space Physics

      巻: 117 号: A8

    • DOI

      10.1029/2011ja017420

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precipitation of Highly Energetic Protons by Helium Branch Electromagnetic Ion Cvclotron Trieeered Emissions2012

    • 著者名/発表者名
      Shoji, M., and Y. Omura
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research, Space Physics

      巻: 117 号: A12

    • DOI

      10.1029/2012ja017933

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Triggering Process of Electromagnetic Ion Cyclotron Rising Tone Emissions in the Inner Magnetosphere.2013

    • 著者名/発表者名
      小路真史, 大村善治
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall meeting
    • 発表場所
      サンフラシシスコ, 米国
    • 年月日
      2013-12-12
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Simulation of electromagnetic ion cyclotron triggered emissions : contribution to ERG mission2013

    • 著者名/発表者名
      小路真史, 大村善治
    • 学会等名
      ISAS Workshop : Maametosoheric Plasmas 2013
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-11-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Generation of broadband EMIC emissions through nonlinear processes in the inner magnetosphere2013

    • 著者名/発表者名
      小路真史, 大村善治
    • 学会等名
      SGEPSS 秋季大会
    • 発表場所
      高知
    • 年月日
      2013-11-01
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Triggering Process of Electromagnetic Ion Cyclotron Rising Tone Emissions in the Inner Magnetosphere2013

    • 著者名/発表者名
      小路 真史, 大村 善治
    • 学会等名
      JpGU International Symposium
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2013-05-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Electromagnetic Ion Cyclotron Rising Tone Emissions Driven by Anisotropic Protons Iniected into the Inner Magnetogphere2012

    • 著者名/発表者名
      Shoji, M., and Y. Omura
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall meeting
    • 発表場所
      Sanfrancisco America
    • 年月日
      2012-12-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Spontaneously Triggered EMIC Emissions Generated by Ion Temperature Anisotropy2012

    • 著者名/発表者名
      小路真史, 大村善治
    • 学会等名
      地球電磁気地球惑星圏学会総会および講演会
    • 発表場所
      日本、北海道
    • 年月日
      2012-10-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Multi-Dimensional Nonlinear Mirror-mode Structures in the Earth's Magnetosheath2012

    • 著者名/発表者名
      Shoji, M., Y. Omura, and L. C. Lee
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society Annual Meeting
    • 発表場所
      Singapore(招待講演)
    • 年月日
      2012-08-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Precipitation of Highly Energetic Protons by Helium Branch EMIC Triggered Emissions2012

    • 著者名/発表者名
      小路真史, 大村善治
    • 学会等名
      JpGU International Symposium
    • 発表場所
      日本、千葉
    • 年月日
      2012-05-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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