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彩層からコロナまでの広温度域太陽大気プラズマに実験室から迫る

研究課題

研究課題/領域番号 19H00665
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分14:プラズマ学およびその関連分野
研究機関電気通信大学

研究代表者

中村 信行  電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 教授 (50361837)

研究分担者 原 弘久  国立天文台, SOLAR-Cプロジェクト, 教授 (20270457)
村上 泉  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 教授 (30290919)
坂上 裕之  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 助教 (40250112)
山本 則正  中部大学, 工学部, 准教授 (40350326)
加藤 太治  核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (60370136)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
45,760千円 (直接経費: 35,200千円、間接経費: 10,560千円)
2022年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2021年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2020年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2019年度: 20,020千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 4,620千円)
キーワード多価イオン / 太陽コロナ / 真空紫外スペクトル / プラズマ診断 / 鉄多価イオン / プラズマモデル / Solar-C
研究開始時の研究の概要

「太陽コロナはなぜ高温を保てるのか?太陽フレアはどのようにして発生するのか?」これら天文学最大とも言われる問いに答えるべく、真空紫外から極端紫外の広い波長域で彩層からコロナまでの広い温度域を継ぎ目なく分光診断するSolar-C計画が提案されている。本研究はそれに先立ち、広い温度域にわたる太陽大気プラズマに実験室から迫るものである。具体的には、電子ビームイオントラップで得られる良く定義された実験室プラズマのスペクトルをベンチマークとすることで、非平衡プラズマモデルを構築する。これら実験とモデルから近未来の太陽観測で得られるスペクトルや起こり得る問題を予見する他、診断に必要なデータ・体制を整える。

研究成果の概要

研究代表者が所有する多価イオン生成装置電子ビームイオントラップ用に真空紫外分光器を独自に開発し、太陽観測衛星Solar-C_EUVST計画で重要となる多価イオンの分光データを取得することに成功した。特にNe VIIの発光線の観測を行い、新たな方法による電離断面積測定を行った。また、より波長の短い極端紫外域の観測を既存の分光器で行うことにより、太陽コロナ診断において重要となるAr XIV発光線の密度依存性やFe XV発光線の電子エネルギー依存性などを調べ、診断に用いられる衝突輻射モデル計算の評価を行うことに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Solar-C_EUVSTを用いて近未来に得られるであろう多価イオンの発光スペクトルを実験室で得ることにより、太陽コロナプラズマ診断のモデル計算を実験室の良く定義されたプラズマにより評価した。将来の太陽観測に資するものであり、その学術的意義は大きい。また、太陽物理、プラズマ物理、原子分子物理という異なる分野間の学際的研究により成果を得たことも学術的意義の一つである。本研究課題において得られた顕著な結果については、電気通信大学によってプレスリリースすることで社会に発信し、反響を得た。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Energy Dependence of the Line Ratio I(233.9 A)/I(243.8 A) in Fe xv Observed with an Electron Beam Ion Trap2023

    • 著者名/発表者名
      Sakaue Hiroyuki A.、Kato Daiji、Yamamoto Norimasa、Murakami Izumi、Hara Hirohisa、Nakamura Nobuyuki
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 943 号: 1 ページ: 14-14

    • DOI

      10.3847/1538-4357/aca895

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of Fe XIV Intensity Ratio for Electron Density Diagnostics by Laboratory Measurements2021

    • 著者名/発表者名
      Kambara Nagaaki、Kawate Tomoko、Oishi Tetsutarou、Kawamoto Yasuko、Sakaue Hiroyuki A.、Kato Daiji、Nakamura Nobuyuki、Hara Hirohisa、Murakami Izumi
    • 雑誌名

      Atoms

      巻: 9 号: 3 ページ: 60-60

    • DOI

      10.3390/atoms9030060

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Wide Vacuum Ultraviolet Range Spectrometer for Use with an Electron Beam Ion Trap2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Nobuyuki、Numadate Naoki、Sakaue Hiroyuki A.
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan

      巻: 90 号: 11

    • DOI

      10.7566/jpsj.90.114301

    • NAID

      210000159430

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron Density Dependence of Extreme Ultraviolet Line Intensity Ratios in Ar XIV2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Nobuyuki、Numadate Naoki、Kono Yasutaka、Murakami Izumi、Kato Daiji、Sakaue Hiroyuki A.、Hara Hirohisa
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 921 号: 2 ページ: 115-115

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac1c6f

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Emission Lines in 290-360 nm of Highly Charged Tungsten Ions W20+-W29+2021

    • 著者名/発表者名
      Era Shota、Kato Daiji、Sakaue Hiroyuki A.、Umezaki Toshiki、Nakamura Nobuyuki、Murakami Izumi
    • 雑誌名

      Atoms

      巻: 9 号: 3 ページ: 63-63

    • DOI

      10.3390/atoms9030063

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Resonant electron impact excitation of highly charged Fe ions studied with a compact electron beam ion trap2020

    • 著者名/発表者名
      M. Monobe, H.A. Sakaue, D. Kato, I. Murakami, H. Hara, T. Watanabe, N. Nakamura
    • 雑誌名

      X-Ray Spectrometry

      巻: 0 号: 4 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1002/xrs.3148

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Detailed analysis of atomic processes relevant to the line intensity ratio of FeXV(233.9A/243.8A) in a compact electron beam ion trap2022

    • 著者名/発表者名
      Norimasa Yamamoto, Hiroyuki A. Sakaue, Daiji Kato, and Nobuyuki Nakamura
    • 学会等名
      20th International Conference on the Physics of Highly Charged Ions (HCI2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of vacuum ultraviolet transitions relevant to astrophysical plasmas with a compact electron beam ion trap2022

    • 著者名/発表者名
      Masayoshi Hosoya, Daiji Kato, Nobuyuki Nakamura
    • 学会等名
      20th International Conference on the Physics of Highly Charged Ions (HCI2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of extreme ultraviolet spectra relevant to the electron density diagnostics of solar corona active regions2022

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Kono, Norimasa Yamamoto, Daiji Kato, Hiroyuki A. Sakaue, Izumi Murakami, Hirohisa Hara, Nobuyuki Nakamura
    • 学会等名
      20th International Conference on the Physics of Highly Charged Ions (HCI2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Plasma atomic processes studied with two complementary electron beam ion traps in Tokyo2022

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki NAKAMURA
    • 学会等名
      The 31st International Toki Conference on Plasma and Fusion Research (ITC31)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電子ビームイオントラップを用いた多価イオンの真空紫外分光2022

    • 著者名/発表者名
      中村信行
    • 学会等名
      原子分子データ応用フォーラムセミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 電子密度診断に用いるMg VII輝線強度比の衝突輻射モデルの構築、及び評価2022

    • 著者名/発表者名
      神原永昌, 川手朋子, 大石鉄太郎, 川本靖子, 坂上裕之, 加藤太治, 中村信行, 原弘久, 村上泉
    • 学会等名
      日本天文学会2022年秋季年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] FeXV(233 A/243 A)線強度比の密度依存性2022

    • 著者名/発表者名
      山本則正, 加藤太治, 坂上裕之, 中村信行
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Ar XIVにおけるEUV発光線強度比の電子密度依存性2021

    • 著者名/発表者名
      河野泰隆, 沼館直樹, 大野望海, 坂上裕之, 加藤太治, 村上泉, 原弘久, 中村信行
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Spectroscopic studies of heavy ions relevant to astrophysics2021

    • 著者名/発表者名
      N. Nakamura
    • 学会等名
      RIKEN r-EMU workshop
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 多価イオンの極端紫外域発光線の強度比測定2021

    • 著者名/発表者名
      細谷征由, 河野泰隆, 坂上裕之, 加藤太治, 村上泉, 原弘久, 中村信行
    • 学会等名
      原子衝突学会第46回年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 太陽フレアの密度診断に有用なEUV発光線強度比の測定2021

    • 著者名/発表者名
      河野泰隆,細谷征由,沼館直樹,坂上裕之,加藤太治,村上泉,原弘久,中村信行
    • 学会等名
      原子衝突学会第46回年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 電子ビームイオントラップによる多価イオンEUVスペクトル強度比の電子密度依存性2020

    • 著者名/発表者名
      河野泰隆、沼館直樹、大野望海、坂上裕之、加藤太治、村上泉、原弘久、中村信行
    • 学会等名
      原子分子データ応用フォーラムセミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 中村信行研究室ホームページ

    • URL

      http://yebisu.ils.uec.ac.jp/nakamura/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://yebisu.ils.uec.ac.jp/nakamura/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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