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「大振幅プラズマ液による超相対論的粒子」について理論とシミュレーションで研究を行い、以下の成果を得た。
1)空間1次元・速度3次元の相対論的電磁粒子コードを用いて、電子、陽電子及びイオンから成る3成分プラズマにおける磁気流体波の伝播と構造、およびそれによって引き起こされる粒子加速を調べた。その結果、斜め衝撃波が陽電子を超相対論的エネルギーにまで加速することを見出した。さらに、その加速機構を明らかにし、定量的理論を提示した。計算機シミュレーションではローレンツ因子が〜1000の陽電子が観測されている。2)非熱的高速イオンが超相対論的エネルギーに加速されることをテスト粒子シミュレーションで見出し、これらの高速イオンの運動を理論的に解析した。シミュレーションではローレンツ因子が1のオーダーから100のオーダーにまで増大することが観測された。さらに、多数の高速イオンの軌道を追跡し、エネルギー分布関数と運動量分布関数の変化を調べた。3)電子の超相対論的エネルギーへの加速に対する理論式を導き、それがシミュレーション結果とよく一致することを確認した。4)3次元の静電粒子コードを用いて、熱平衡状態において磁場に対して直角方向に伝播するイオンバーンスタイン波のパワースペクトルと自己相関関数を調べ、多種イオンの存在による新たなエネルギー散逸機構を見出した。5)これらのテーマに関連して、磁気流体波の基礎的性質を詳細に調べた。
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