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研究計画に従い、1.爆発における衝撃波の生成過程、2.非線形MHD波における磁場方向の電場、3.弱磁場中プラズマの大振幅磁気音波とアルヴェン波における粒子加速、の研究を行った。
1の衝撃波生成過程については、理論と相対論的電磁粒子シミュレーションで、forward shockとbackward shockの形成される空間的、時間的スケールを、宇宙にも実験室に持適用できる一般的な形で求めることができた。
理想MHD理論においては磁場に平行方向の電場はゼロであり、したがって、MHD的な現象では平行電場は極く弱いと一般的に考えられてきた。しかし、私どもは2の研究で、平行電場についての新しい理論を構築し、さらに、それが電磁粒子シミュレーションの結果とよく一致することを確認した。従来の予想に反して、非線形磁気音波における平行電場はかなり強くなることが示された。
3に関して、電子のジャイロ周波数がプラズマ周波数よりも1桁程度小さいプラズマにおける衝撃波を研究し、衝撃波中に生成される小パルスが電子を超相対論的エネルギーに加速すること、さらに、衝撃波後方に形成されるアルヴェン波の波束においても、強い電子加速が起こることを相対論的電磁粒子シミュレーションで示し、その加速理論をつくった。小パルスとアルヴェン波束とでは磁場構造は一見大変異なるが、共通の機構として理解できることも示した。
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