| 研究課題/領域番号 |
16K17702
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
大平 豊 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40589347)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| キーワード | 宇宙線 / 超新星残骸 / プラズマ / 衝撃波 |
|---|
| 研究実績の概要 |
部分電離プラズマ中を伝搬する無衝突平行衝撃波（磁場の向きと衝撃波法線の向きが平行）の２次元プラズマ粒子シミュレーションを世界で初めて行った。垂直衝撃波の時と同様に、電荷交換反応により生じた下流の高温の水素原子が上流に向かって染み出すこと、それらが電離したのちに上流プラズマと相互作用することで衝撃波構造を変えることを示した。垂直衝撃波とは異なり、衝撃波上流では共鳴型不安定や非共鳴型不安定が励起されることを発見した。
また、電離度が非常に低い（fi=0.1）場合の部分電離プラズマ中を伝搬する無衝突垂直衝撃波（磁場の向きと衝撃波法線の向きが垂直）の２次元プラズマ粒子シミュレーションを世界で初めて行った。電離度が0.5程度の場合と同程度の水素原子の上流への染み出しが生じることを示した。一方で電離度は非常に低いので、上流のプラズマ成分は非常に少くなる。その結果、衝撃波構造の変化は非常に大きくなり、宇宙線の加速には適さなくなることが明らかになった。宇宙線を加速するには電離度として0.5程度必要であることが明らかになった。宇宙線加速について電離度の制限が存在することを世界で初めて示した。
また、初期宇宙での宇宙線加速について理論的に調べた結果、最初の星が超新星残骸を作る際に、宇宙線がz=20ごろに60GeVまで加速されることを明らかにした。同じz=20程度の時期に生じる構造形成に伴う衝撃波は、電離度が非常に低い衝撃波となるため宇宙線を加速することができないことも判明した。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平行衝撃波のシミュレーションと低電離度の垂直衝撃波のシミュレーションの実行、原始宇宙線の加速時期とその最高エネルギーの発見と計画以上の成果があった。一方で、それらの成果を論文にすることと国際学会発表ができなかった。これらを総合して、順調であると判断した。
|
| 今後の研究の推進方策 |
多くのことを明らかにしたので、まずは論文を執筆し、国際学会発表を行う。初期宇宙での宇宙線加速を調べるためのシミュレーションコード開発を開始する。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
使用していた計算機システムが急に混雑したことによって、シミュレーションが終了するのに要する時間が予想以上にかかったため、論文執筆と成果発表のための国際会議発表ができなくなった。そのため、論文投稿料と国際学会参加費用が余った。
当初の予定に加えて、論文を2本多く投稿し、次年度に研究成果発表及び情報収集を行うために国際会議に参加する。また、計算結果が膨大なデータとなるため、データ保存用のHDDを購入する。
|
