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多次元空間におけるイオンサイクロトロン波動粒子相互作用の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K14402
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 超高層物理学
研究機関名古屋大学

研究代表者

小路 真史  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任助教 (80722082)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード波動粒子相互作用 / 地球磁気圏 / プラズマ波動 / プラズマ波動粒子相互作用 / 内部磁気圏 / 非線形波動粒子相互作用 / ジオスペース / 超高層物理学
研究成果の概要

内部磁気圏において、数Hz 帯の非線形波動放射現象である周波数上昇を伴う電磁イオンサイクロトロン放射は相対論的電子及び高エネルギーイオン分布が大きな影響を与えうることが理論的に明らかになりつつあるが、磁気赤道面内で引き起こされる実際の波動・粒子間のエネルギー授受の現場を捉えられていない。実スケールシミュレーションに衛星観測データ解析を組み合わせ、時空間的な非線形波動励起の再現及び励起条件の解析を行なった。また、高エネルギーイオン分布関数の変動にも注目し、電磁イオンサイクロトロン波動の磁気圏プラズマダイナミクスへの貢献を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

非線形理論で提唱されるその粒子散乱効率及び成長率は線形的なアプローチよりも遥かに効率が良いERG衛星の重要な観測対象である、電子スケールの波動のコーラス放射に対しても同様のアプローチが可能であるため、国内外から注目されている研究課題である。申請者は国際的なデータ解析チームと、EMIC 放射の大規模シミュレーション結果と観測結果との融合解析手法を議論することによって、低周波非線形波動の放射線帯プラズマダイナミクスへの影響についての総合的な理解に貢献できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 11件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Instantaneous Frequency Analysis on Nonlinear EMIC Emissions: Arase Observation2018

    • 著者名/発表者名
      Shoji Masafumi、Miyoshi Yoshizumi、Omura Yoshiharu、Kistler Lynn M.、Kasaba Yasumasa、Matsuda Shoya、Kasahara Yoshiya、Matsuoka Ayako、Nomura Reiko、Ishisaka Keigo、Kumamoto Atsushi、Tsuchiya Fuminori、Yagitani Satoshi、Teramoto Mariko、Asamura Kazushi、Takashima Takeshi、Shinohara Iku
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 45 号: 24 ページ: 13199-13205

    • DOI

      10.1029/2018gl079765

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Direct measurements of two-way wave-particle energy transfer in a collisionless space plasma2018

    • 著者名/発表者名
      Kitamura N.、Kitahara M.、Shoji M.、Miyoshi Y.、Hasegawa H.、Nakamura S.、Katoh Y.、Saito Y.、Yokota S.、Gershman D. J.、Vinas A. F.、Giles B. L.、Moore T. E.、Paterson W. R.、Pollock C. J.、Russell C. T.、Strangeway R. J.、Fuselier S. A.、Burch J. L.
    • 雑誌名

      Science

      巻: 361 号: 6406 ページ: 1000-1003

    • DOI

      10.1126/science.aap8730

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ion hole formation and nonlinear generation of Electromagnetic Ion Cyclotron waves: THEMIS observations2017

    • 著者名/発表者名
      Shoji, Masafumi., Y. Miyoshi, Y. Katoh et al.
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 44 号: 17 ページ: 8730-8738

    • DOI

      10.1002/2017gl074254

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nonlinear Generation Mechanism of EMIC Falling Tone Emissions2017

    • 著者名/発表者名
      Shoji Masafumi、Omura Yoshiharu
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      巻: 122 号: 10 ページ: 9924-9933

    • DOI

      10.1002/2017ja023883

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Instantaneous frequency analysis on nonlinear EMIC emissions: Arase observation2019

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shoji, Yoshizumi Miyoshi, Yoshiharu Omura, Yasumasa Kasaba, Keigo Ishisaka, Shoya Matsuda, Yoshiya Kasahara, Satoshi Yagitani, Ayako Matsuoka, Mariko Teramoto, Reiko Nomura, Takeshi Takashima, and Iku Shinohara
    • 学会等名
      JpGU
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct detection of nonlinear generation process of electromagnetic ion cyclotron emissions observed by the Arase spacecraft2019

    • 著者名/発表者名
      M. Shoji, Y. Miyoshi, L. M. Kistler, K. Asamura, Y. Kasaba, S. Matsuda, Y. Kasahara, A. Matsuoka, M. Teramoto, T. Takashima, and I. Shinohara
    • 学会等名
      URSI-JRSM
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonlinear EMIC wave particle interaction analysis by THEMIS observation2018

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shoji, Yoshizumi Miyoshi, Yuto Katoh, Kunihiro Keika, Vassilis Angelopoulos, Satoshi Kasahara, Kazushi Asamura, Satoko Nakamura, and Yoshiharu Omura
    • 学会等名
      The 3rd PSTEP International Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ion hole formation and nonlinear wave generation of EMIC wave: THEMIS observation2018

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shoji, Yoshizumi Miyoshi, Yuto Katoh, Kunihiro Keika, Vassilis Angelopoulos, Satoshi Kasahara, Kazushi Asamura, Satoko Nakamura, and Yoshiharu Omura
    • 学会等名
      JpGU Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Instantaneous frequency analysis on nonlinear EMIC emissions: Arase observation2018

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shoji, Yoshizumi Miyoshi, Yoshiharu Omura, Yasumasa Kasaba, Keigo Ishisaka, Shoya Matsuda, Yoshiya Kasahara, Satoshi Yagitani, Ayako Matsuoka, Mariko Teramoto, Reiko Nomura, Takeshi Takashima, and Iku Shinohara
    • 学会等名
      AT-RASC
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hybrid Simulations of Nonlinear Interactions Between EMIC Waves and Plasmas in the Magnetosphere2018

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shoji, Yoshiharu Omura
    • 学会等名
      ISSS13
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ion hole formation and nonlinear wave generation of EMIC wave: THEMIS observation2018

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shoji, Yoshizumi Miyoshi, Yuto Katoh, Kunihiro Keika, Vassilis Angelopoulos, Satoshi Kasahara, Kazushi Asamura, Satoko Nakamura, and Yoshiharu Omura
    • 学会等名
      CLUSTER-THEMIS workshop
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Instantaneous frequency analysis on nonlinear EMIC emissions: Arase observation2018

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shoji, Yoshizumi Miyoshi, Yoshiharu Omura, Yasumasa Kasaba, Keigo Ishisaka, Shoya Matsuda, Yoshiya Kasahara, Satoshi Yagitani, Ayako Matsuoka, Mariko Teramoto, Reiko Nomura, Takeshi Takashima, and Iku Shinohara
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Instantaneous Frequency Analysis on Nonlinear EMIC Emissions: Arase Observation2017

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shoji, Yoshizumi Miyoshi, Yoshiharu Omura, Yasumasa Kasaba, Keigo Ishisaka, Shoya Matsuda, Yoshiya Kasahara, Satoshi Yagitani, Ayako Matsuoka, Mariko Teramoto, Takeshi Takashima, and Iku Shinohara
    • 学会等名
      AGU fall meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Instantaneous Frequency Analysis on Nonlinear EMIC Emissions: Arase Observation2017

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shoji, Yoshizumi Miyoshi, Yoshiharu Omura, Yasumasa Kasaba, Keigo Ishisaka, Shoya Matsuda, Yoshiya Kasahara, Satoshi Yagitani, Ayako Matsuoka, Mariko Teramoto, Takeshi Takashima, and Iku Shinohara
    • 学会等名
      SGEPSS fall meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Nonlinear generation mechanism of EMIC falling tone emissions2017

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shoji and Yoshiharu Omura
    • 学会等名
      URSI GASS
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonlinear generation mechanism of EMIC falling tone emissions2017

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Shoji and Yoshiharu Omura
    • 学会等名
      JpGU
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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