電磁イオンサイクロトロン波動放射過程における非線形イオンダイナミクスの研究

• 研究課題/領域番号: 26800256
• 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): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 非線形波動粒子相互作用 / 地球内部磁気圏 / 計算機シミュレーション / 超高層物理学 / 電磁イオンサイクロトロン波動 / イオンハイブリッドシミュレーション

研究成果の概要

電磁イオンサイクロトロン(EMIC)波動が地球内部磁気圏において引き起こす、高エネルギーイオン、相対論的電子との相互作用に関する大規模シミュレーションを行った。異なるスペクトル構造を持つEMICライジングトーン放射がシミュレーションにおいて再現され、これらの波動によるプロトンの散乱及び加速効率や時間スケールが異なることを示した。また、相対論的電子が広いエネルギー範囲において高効率な散乱を受けることを示した。さらに、縦波成分電場を導入したモデルのシミュレーションにおいて、周波数下降を伴うEMIC放射が再現された。これらの現象が非線形波動粒子相互作用によって起きていることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Fast modulations of pulsating proton aurora related to subpacket structures of Pc1 geomagnetic pulsations at subauroral latitudes (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Ozaki, K. Shiokawa, Y. Miyoshi, R. Kataoka, S. Yagitani, T. Inoue, C.-W Jun, R. Nomura, K. Sakaguchi, Y. Otsuka, M. Shoji, I. Schofield, M. Connors, V. K. Jordanova
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 巻: 43 号: 15 ページ: 7859-7866
  • DOI: 10.1002/2016gl070008
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Electromagnetic ion cyclotron waves in the Earth's magnetosphere with a kappa-Maxwellian particle distribution (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, H., S. Singh, Y. Omura, M. Shoji, D. Nunn, and D. Summers
  • 雑誌名: Journal of Geopysical Research, Space Physics 巻: 120 号: 10 ページ: 8426-8439
  • DOI: 10.1002/2015ja021346
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sub-packet structures in EMIC triggered emissions observed by the THEMIS probes (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, S., Y. Omura, M. Shoji, M. Nose, D. Summers, and V. Angelopoulos
  • 雑誌名: Journal of Geopysical Research, Space Physics 巻: 120 号: 9 ページ: 7318-7330
  • DOI: 10.1002/2014ja020764
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spectrum characteristics of electromagnetic ion cyclotron triggered emissions and associated energetic proton dynamics (2014)
  • 著者名/発表者名: Shoji, M. and Y. Omura
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 119 ページ: 3480-3489
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Magnetic fluctuations embedded in dipolarization inside geosynchronous orbit and their associated selective acceleration of O+ ions (2014)
  • 著者名/発表者名: Nose, M., K. Takahashi, K. Keika, L. M. Kistler, K. Koga, H. Koshiishi, H. Matsumoto, M. Shoji, Y. Miyashita, and R. Nomura
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 119 号: 6 ページ: 1-17
  • DOI: 10.1002/2014ja019806
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Hybrid simulation of EMIC falling tone emissions (2016)
  • 著者名/発表者名: Shoji, M. and Y. Omura
  • 学会等名: AGU fall meeting
  • 発表場所: San Francisco, California
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] Hybrid simulation of EMIC falling tone emissions (2016)
  • 著者名/発表者名: Shoji, M. and Y. Omura
  • 学会等名: SGEPSS, fall meeting
  • 発表場所: 福岡市、福岡県
  • 年月日: 2016-11-19
• [学会発表] Simulation of nonlinear interaction between energetic plasmas and EMIC rising tone emissions (2016)
  • 著者名/発表者名: Shoji, M and Y. Omura
  • 学会等名: Japan Geoscience Union annual meeting
  • 発表場所: 千葉市、千葉県
  • 年月日: 2016-05-22
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of electromagnetic ion cyclotron rising tone emissions on the magnetospheric plasmas (2015)
  • 著者名/発表者名: 小路真史、大村善治
  • 学会等名: AGU fall meeting 2015
  • 発表場所: Moscone Center, San Francisco, 米国
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of EMIC rising tone emissions on magnetospheric plasmas (2015)
  • 著者名/発表者名: 小路真史、大村善治
  • 学会等名: 第138回 SGEPSS 総会および講演会
  • 発表場所: 東京大学、東京
  • 年月日: 2015-10-31
• [学会発表] Effects of EMIC rising tone emissions in the inner magnetosphere (2015)
  • 著者名/発表者名: 小路真史、大村善治
  • 学会等名: Asia Oseania Geosciences Society, 12th Annual Meeting
  • 発表場所: Suntec Singapore Convention & Exhibition Centre, シンガポール
  • 年月日: 2015-08-05
  • 国際学会
• [学会発表] EMICトリガード放射が与える内部磁気圏高エネルギープラズマ環境への影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小路真史、大村善治
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉
  • 年月日: 2015-05-24
  • 国際学会
• [学会発表] Simulations of EMIC rising tone emissions in the inner magnetosphere (2015)
  • 著者名/発表者名: 小路真史、大村善治
  • 学会等名: IWEPPINES
  • 発表場所: CEA, Campus TERATEC、フランス
  • 年月日: 2015-05-21
  • 国際学会
• [学会発表] In-situ observations of nonlinear wave particle interaction of electromagnetic ion cyclotron waves (2014)
  • 著者名/発表者名: Masafumi Shoji, Yoshizumi Miyoshi, Kunihiro Keika, Yuto Katoh, Vassilis Angelopoulos, Satoko Nakamura, and Yoshiharu Omura
  • 学会等名: 第136回 SGEPSS総会および講演会
  • 発表場所: 松本
  • 年月日: 2014-10-30 – 2014-11-03
• [学会発表] SPECTRUM CHARACTERISTICS OF ELECTROMAGNETIC ION CYCLOTRON TRIGGERED EMISSIONS AND ASSOCIATED ENERGETIC PROTON DYNAMICS (2014)
  • 著者名/発表者名: 小路真史、大村善治
  • 学会等名: Chapman Conference
  • 発表場所: チェジュ、韓国
  • 年月日: 2014-09-01 – 2014-09-05
• [学会発表] SPECTRUM CHARACTERISTICS OF ELECTROMAGNETIC ION CYCLOTRON TRIGGERED EMISSIONS AND ASSOCIATED ENERGETIC PROTON DYNAMICS (2014)
  • 著者名/発表者名: 小路真史、大村善治
  • 学会等名: URSI General Assembly and Scientific Symposium
  • 発表場所: 北京、中国
  • 年月日: 2014-08-18 – 2014-08-20
• [学会発表] Spectrum Characteristics of Electromagnetic Ion Cyclotron Triggered Emissions and Associated Energetic Proton Dynamics (2014)
  • 著者名/発表者名: 小路真史、大村善治
  • 学会等名: AOGS 11th Annual Meeting
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
  • 招待講演
• [学会発表] 電磁イオンサイクロトロン波動による非線形波動粒子相互作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小路真史、大村善治
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
  • 招待講演