| 研究課題/領域番号 |
17H01177
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
プラズマ科学
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| 研究機関 | 核融合科学研究所 (2019-2022)
東京大学 (2017-2018) |
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研究代表者 |
吉田 善章 核融合科学研究所, その他部局等, 所長 (80182765)
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| 研究分担者 |
渡邉 智彦 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (30260053)
沼田 龍介 兵庫県立大学, 情報科学研究科, 准教授 (30615787)
西浦 正樹 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (60360616)
齋藤 晴彦 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (60415164)
佐藤 直木 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (60872893)
釼持 尚輝 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (80781319)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
44,460千円 (直接経費: 34,200千円、間接経費: 10,260千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2019年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2018年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2017年度: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
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| キーワード | 自己組織化 / 磁気圏プラズマ / オーロラ / トポロジー束縛 / 非ホロノミー系 / 内向き拡散 / ハミルトン力学 / ジャイロ運動論 / プラズマ / 磁気圏 / プラズマ物理 / 非線形科学 / 渦 / ホイッスラー / 宇宙・天体プラズマ / 葉層構造 / 物質・エネルギー循環 |
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| 研究成果の概要 |
本研究は，天体の近傍に形成されるプラズマの渦システムである「磁気圏」について，その幾何学的特徴づけ，形成メカニズム，磁気圏中で励起される様々な揺らぎ，とくに渦線方向の対称性とその破壊がもたらすダイナミクスを研究した．「渦」は，物体の運動であると同時に，運動を規定する時空の構造でもある．磁気圏を具体的な例とし，運動と時空の自己無撞着な関係を定式化した．物質場のエネルギーが高まると，磁気圏の時空を表すメトリックが物質場に強く影響され，磁気圏の形状が変化することを具体的に数値計算によって示した．また，磁力線方向のダイナミクス（対称性の破壊）がミクロとマクロの階層連結を引き起こすことを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
「渦」は流転する万象を表象する．幾何学的構造であると同時に運動の様相でもある．渦は自然界に普遍的に存在する典型的な構造であるとともに，数学的にも様々なアイデアを喚起するテーマである．私たちは，天体の近傍において形成されるプラズマの渦システムである「磁気圏」に注目し，理論，シミュレーション，実験を総合した研究によって，渦現象がもつ普遍的な性質の科学的特徴づけに挑戦した．
オーロラは，磁気圏を特徴づける双極子磁場に沿った荷電粒子の運動によって引き起こされる現象であり，自然現象とその根底にある物理的原理を結びつける糸口であることが明らかになった．
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