| 研究課題/領域番号 |
14540414
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
超高層物理学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
三浦 彰 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (20126171)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2005年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2004年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2003年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2002年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
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| キーワード | 磁気圏 / 磁気流体不安定 / 高ベータプラズマ / 2成分流体近似 / ケルビンーヘルムホルツ不安定 / バルーニング不安定 / 圧力勾配 / オーロラ電子加速 / エネルギー原理 / 交換型不安定 / 電離層 / サブストームオンセット / 磁気圏尾部 / 粒子の非断熱性 / 状態方程式 / バウンス周波数 / ジャイロ周波数 / カッパパラメーター / 磁力線の曲率半径 / 磁気流体的記述 / 非断熱性 / 高ベータ / ケルビン-ヘルムホルツ不安定 / 磁気圏境界 / イオン反磁性ドリフト / プラズマ |
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| 研究概要 |
本研究においては磁気圏の高ベータプラズマ中において発生する磁気流体不安定性について、理想電磁流体および2成分流体近似のもとで、その線型の特性を明らかにし、また流体近似の妥当な磁気圏の領域の範囲についても明らかにした。具体的には
(1)磁気圏境界でのケルビンーヘルムホルツ(K-H)不安定の研究において、電場ドリフトのシアーではなく高ベータプラズマ中のイオンの反磁性ドリフトのシアーによって生ずるK-H不安定が太陽風直下点の真昼間磁気圏境界で起こることが2成分流体近似の線型解析によって明らかになった。この不安定はイオンの案内中心ドリフトの効果ではなく巨視的な反磁性ドリフト速度のシアーによって引き起こされ、プラズマの磁場への凍結が破れていることが原因で起こる。解析では磁気圏界面の密度勾配によって不安定の正規化された成長率が小さくなることが示された。
(2)磁気圏尾部の高ベータプラズマ中のバルーニング不安定は2成分流体近似の元では西向きの伝播速度を持ち、電子の圧力勾配の擾乱によって沿磁力線方向の電場が生じ、オーロラ電子を加速する可能性が明らかになった。次に、サブストームオンセット直前に予想される引き伸ばされたテイル磁場のモデルに対してイオンのバウンス周波数のピッチ角平均を数値的に求めた。この結果、地球から15Re付近の尾部では平均的なイオンのピッチ角に対して、イオンのバウンスと磁気ドリフト周波数は流体で求めたバルーニング不安定の成長率より小さくなり、運動論的な効果は15Re付近より内側では重要でないことがわかった。しかし15Reより遠くへいけば行くほどイオンのバウンス周波数や磁気ドリフト周波数が流体で求めたバルーニング不安定の成長率より大きくなり、15Reより遠方ではバルーニング不安定に対して運動論的な効果も重要になることがわかった。
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