研究課題
最終年度は、前年度までに準備完了した計測器を用いてイオンプラズマと電子プラズマの正準フラックスチューブへの凍結可視化検証を実施した。電子プラズマ単独の時、電子プラズマの生成から不安定状態に至るまでのダイナミクスを正確に観測することに成功した。これは学術論文として刊行した。重要なポイントは、可視化画像が単なるダイナミクスの時間変化を捉えているだけでなく、例えば電子フィラメント対がマージングをおこして一つ合体する際にその渦度ベクトルに平行方向への加速を示唆している画像が強度明暗で測定できていることにある。これは天文学での望遠鏡による銀河形成と関連しているような動画になっており、他分野への波及効果を考えることができる。次に、イオンプラズマ単独の時は、イオンプラズマのダイナミクスを可視化できる実験条件が存在することが判明した。これは主として実験装置のバイアス磁束密度を変化させることに起因しており、イオンが強く磁化している時はおそらく形状を保存するように正準角運動量も保存される一方で、イオンが弱く磁化する場合、この形状の保存性が破れてイオンプラズマの引き延ばしや「ちぎれ」が観測される。これが無衝突のタイムスケールで起こっており、２流体方程式のダイナミクスで説明可能なのかどうか検討を続けている。最後に、電子プラズマとイオンプラズマを重畳させたときの凍結の程度については、実験データを見る限り電子プラズマ単独とイオンプラズマ単独の時とダイナミクスの進行時間が伸長しているようにも見える。これについてはデータの詳細な解析が必要である。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Review of Scientific Instruments
巻: 95 ページ: 033303-1～8
10.1063/5.0181102
Plasma and Fusion Research
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