| 研究課題/領域番号 |
10440136
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
超高層物理学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
大村 善治 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 教授 (50177002)
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| 研究分担者 |
向井 利典 京都大学, 宇宙科学研究所, 教授 (60013695)
小嶋 浩嗣 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 助教授 (10215254)
臼井 英之 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 助教授 (10243081)
松本 紘 京都大学, 宙空電波科学研究センター, 教授 (00026139)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| キーワード | 静電孤立波 / 電子ビーム / 開放系 / 宇宙プラズマ / 粒子コード / 磁気圏尾部 / 計算機シミュレーション / GEOTAIL |
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| 研究概要 |
GEOTAIL衛星で観測されたプラズマ波動と粒子のデータ解析を行い、地球磁気圏尾部において静電孤立波が磁力線沿いに流れる高エネルギー電子フラックスによって運ばれていることを発見した。これは電子ビーム不安定性の計算機実験において静電波が形成される時のプラズマ条件と良い一致をしている。磁気圏尾部における多くの波形データについてこの伝搬方向と観測地点の統計をとった結果、静電孤立波の発生領域と考えられる地点が尾部における磁気中性点の近傍に位置していることが推定された。磁気リコネクションに関する粒子モデルの計算機実験を行い、磁気中性点近傍に電子を加速する過程が存在することを示した。また、電子ビーム不安定性のBump-on-Tail型の電子ビーム不安定性から静電孤立波が形成されることを2次元計算機実験において確認し、最終的には安定な1次元ポテンシャル構造が残ることが判明した。また二流体不安定性について2次元周期境界計算機実験を行い、磁力線沿いに高速度でドリフトする大振幅の静電孤立波と磁力線と斜めに伝搬する低域混成波がカップリングするために、2次元的な静電孤立波と低域混成波が安定して共存することが示された。さらに開放境界条件のモデルで電子ビームを左端から連続的に注入してBump-on-Tail不安定性をおこし、その非線形発展を追跡する計算機シミュレーションを行った。周期境界条件のもとで確認されている静電孤立波の生成過程は、電子ビームの先頭の部分でも同様に起こり、開放系においても静電孤立波が生成され安定に伝搬することが示された。BGK理論に基づいて静電孤立波の生成過程を解析し、二つの電子ホールが合体する過程は電子ホールの運動エネルギーが熱エネルギーに変換される不可逆過程であることを示した。
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