| 研究課題/領域番号 |
20J00280
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
岩本 昌倫 九州大学, 総合理工学研究院, 特別研究員(PD) (00888810)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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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 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 無衝突衝撃波 / プラズマ不安定 / 高エネルギー天体 / 粒子加速 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
相対論的衝撃波は宇宙空間に遍在しており、宇宙線、すなわち非熱的な高エネルギー粒子の生成場所だと考えられている。相対論的衝撃波の特徴として、シンクロトロンメーザー不安定による高強度電磁波放射が挙げられる。この高強度電磁波は衝撃波上流に伝搬し、航跡場を励起することが数値計算を用いて示されている。さらには、この航跡場の伝播に伴い非熱的粒子が生成されることが示されており、相対論的衝撃波における加速機構の有力な候補の一つである。本研究では、航跡場による非熱的な高エネルギー粒子生成を理論的に立証することで、高エネルギー天体における宇宙線生成を理論的に検証する。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、天体衝撃波からの高強度コヒーレント放射を第一原理数値シミュレーションを用いて解明することである。この放射は近年では高速電波バーストをはじめとした高エネルギー天体の放射機構として応用され、注目されている。この第一原理数値シミュレーションは膨大な数の粒子全てに対して運動方程式を解くため計算コストが極めて高いが、本研究は2022年度のHPCI若手課題として採択され、名古屋大学の「不老」を利用することで十分な計算資源を確保することができた。この成果は査読付き国際学術誌The Astrophysical Journalから出版されている。本年度は前年度から引き続き「富岳」成果創出加速プログラム「宇宙の構造形成と進化から惑星表層環境変動までの統一的描像の構築」に参加して富岳を利用し、イオン・電子系での３次元相対論的衝撃波計算を行った。この数値計算結果の解析はすでに終了しており、現在は投稿準備中である。
また、2021年9月から2023年3月までコロンビア大学のLorenzo Sironi助教のもとに長期滞在して、国際的な共同研究を行った。Lorenzo Sironi助教のポスドクであるEmanuele Sobacchi氏とも協力し、
共著論文として査読付き国際学術誌Monthly Notices of the Royal Astronomical Societyから出版した。さらに高強度コヒーレント放射と天体プラズマの非線形相互作用についての第一原理数値シミュレーションを行い、この成果は第一著者としてMonthly Notices of the Royal Astronomical Societyに投稿済みである。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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