| 研究課題/領域番号 |
23224014
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
吉田 善章 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (80182765)
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| 研究分担者 |
西浦 正樹 東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (60360616)
川面 洋平 東京大学, 新領域創成科学研究科, 助教 (80725375)
高瀬 雄一 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (70292828)
小川 雄一 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (90144170)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 渦 / 非正準ハミルトン力学 / 磁気圏型プラズマ / 逆拡散 / 自己組織化 / イオンサイクロトロン加熱 / 先進的核融合 / 階層構造 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，自発的に形成される天体磁気圏プラズマの自己組織化メカニズムと内部構造を明らかにすることを目的とした実験・理論の総合的なプロジェクトである，エネルギーによって形成される局所構造（星に代表される重力閉じ込め）と対極にあるもう一つの典型的な構造として「渦」を位置づけ，それを「時空の特異性によって形成される構造」として特徴付ける研究を行った． プラズマ内部で自発的に起こる粒子加速現象，回転流の生成，外部からの加熱によって起こる温度や回転流の変化を実験的に分析した．理論研究では，スカラー量に積分できないトポロジー束縛を，位相空間を拡張して積分する方法を開発して，これまでのカシミール元に関する理論を大きく拡張することができた．研究プロジェクトの最終年度にあたり，これまでの主要な成果を以下のように総括した．１、非正準Hamilton力学系の位相空間はCasimir不変量によって葉層化されており，その葉の上に多様な構造が分岐する．Casimir不変量は，トポロジー束縛をスカラー量によって表現する運動の第1積分であり，これを変分原理に組み込んで，構造の分岐を表現できる．２、Casimir不変量は断熱不変量として解釈できる．すると，トポロジー束縛された系のBoltzmann分布はグランド・カノニカル平衡となり，構造分岐を熱力学的に特徴付けることができる．その熱力学特性は実験的に検証された．３、プラズマや流体は無限次元力学系であり，そのPoisson構造は極めて複雑な特異点構造をもつ，Casimir不変量として積分できないトポロジー束縛として，局所的な循環などがある．これらは，phantomを導入して位相空間を拡張することでカシミール不変量（クロスヘリシティー）として積分できることを示した．４、磁気圏プラズマの回転流は，クロスヘリシティーによる自己組織化構造として特徴づけられる．
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| 現在までの達成度 (段落) |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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