古典アイコナール波動場の現代的な幾何光学近似モデルの構築

• 研究課題/領域番号: 24K17031
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分14010:プラズマ科学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
• 研究代表者: 柳原 洸太 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 那珂フュージョン科学技術研究所 先進プラズマ研究部, 研究員 (60881232)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2026年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2025年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 幾何光学 / 光線追跡 / 光線位相空間

研究開始時の研究の概要

プラズマ波動物理において、幾何光学は空間的に局在するコヒーレントな波動場の振る舞いを説明する強力なモデルである。しかし波動場の広域な空間構造を説明するために複数本の光線を追跡すると、それらが交差する特異点では波動エネルギーの発展方程式が破綻してしまう。そこで幾何光学と量子力学の数理構造の類似性に着目した現代的な定式化手法を駆使することで、新しくメタプレクティック幾何光学を構築する。メタプレクティック幾何光学では、光線軌道を計算するハミルトン方程式に光線の発展に沿って微小な正準変換を施し続けることで、特異点が現れない=波動エネルギーの発展方程式が破綻しない座標系における光線の表現を得る。