| 研究課題/領域番号 |
19H01949
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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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| 審査区分 |
小区分17010:宇宙惑星科学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
星野 真弘 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (90241257)
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| 研究分担者 |
桂華 邦裕 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (10719454)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 磁気リコネクション / エネルギー分配 / 無衝突プラズマ / プラズマ粒子シミュレーション / 磁気圏衛星観測 |
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| 研究成果の概要 |
高温希薄なプラズマで満たされている宇宙空間では、粒子間の平均自由行程が非常に長く、加熱が起きた後のイオンと電子の温度は異なる。また速度分布関数も、熱的成分に加えて非熱的な成分を有することが一般的である。しかし、この無衝突プラズマ系のエネルギー分配の物理は未解決となっている。本研究では、磁場エネルギーを効率的に熱エネルギーに変換する磁気リコネクションに絞って、電磁粒子シミュレーションおよび磁気圏衛星データ解析により、選択的プラズマ加熱や加速について調べた。リコネクションの加熱率は、イオンと電子の質量比に依存することや、プラズマの温度が高温になるほど非熱的成分の生成率が良いことが明らかになった。
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| 自由記述の分野 |
宇宙空間物理学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
無衝突プラズマ系での選択的加熱や加速の物理は、重要かつ基本的な未解決問題となっている。加熱や加速が、プラズマ集団現象による波動と粒子の相互作用の結果進行しているが、非線形効果が効く複雑な現象がおきており、エネルギー分配の物理は手つかずの状態であった。ここでは磁気リコネクション過程に絞って、それに特徴的な電磁場構造に着目して、加熱率の定式化や、定量的に非熱的成分の生成率を見積もることに成功した。今回の成果は単純化された系での考察に留まっているが、より一般的な場合への拡張を視野に入れた成果となった。
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