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2013 年度 実績報告書

非ガウス的粒子拡散による宇宙線の衝撃波統計加速

研究課題

研究課題/領域番号 23654169
研究機関九州大学

研究代表者

羽田 亨  九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (30218490)

キーワード宇宙線 / 衝撃波統計加速 / 非ガウス統計
研究概要

古典的ランダム歩行ではなく、非古典的ランダム歩行を行う宇宙線(高エネルギー粒子)が衝撃波統計加速を受ける過程を、テスト粒子計算およびフラクタル拡散方程式を用いて解析した。今年度は最終年度であるため、前年度までの計算・解析を継続するとともに、全体の総括を行った。テスト粒子計算については、ベキ型分布に従うランダム変数を生成するルーチンを用いて、レヴィ歩行統計に従う宇宙線の衝撃波統計加速のテスト粒子計算を行った。粒子運動は、停滞と歩行を交互に繰り返すとし、停滞および歩行のそれぞれの時間スケールをベキ則で与え、衝撃波より注入された種粒子群が衝撃波統計加速を受ける過程を解析した。古典拡散に従う宇宙線の場合には、上流・下流ともに宇宙線スペクトルは衝撃波圧縮比のみの関数としてあらわされるが、非古典拡散に従う宇宙線の場合、拡散係数の時間スケール依存性に対応するパラメータに大きく依存する。また、注入された宇宙線の種粒子群が加速を受けて高エネルギーにいたるまでの時間スケールを、このパラメータと衝撃波圧縮比を用いて整理した。フラクタル拡散方程式に、背景流の不連続として衝撃波を導入し、衝撃波からデルタ関数として注入される宇宙線分布関数の時間発展を数値的に求め、さらに宇宙線分布関数の時間定常解を求めた。また、複数の衝撃波が存在する場合の宇宙線分布について、解析的および数値的に解を求めた。これらの結果を総括し、論文として発表するための準備を進めている。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Full particle-in-cell simulation of two colliding shocks2014

    • 著者名/発表者名
      M. Nakanotani, S. Matsukiyo, T. Hada
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Conf. Proc.

      巻: 1 ページ: 1-5

    • DOI

      015103

    • 査読あり
  • [学会発表] 非一様なプラズマ流の中での宇宙線加速2013

    • 著者名/発表者名
      羽田 亨
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      20131102-20131105
  • [学会発表] Full particle-in-cell simulation of two colliding shocks2013

    • 著者名/発表者名
      M. Nakanotani, S. Matsukiyo, T. Hada
    • 学会等名
      Asia Pacific Physics Conference 12
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      20130715-20130719
  • [学会発表] 複数の衝撃波による粒子加速の数値実験2013

    • 著者名/発表者名
      中野谷賢、松清修一、羽田亨
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合総会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      20130523-20130524
  • [学会発表] 近接・衝突する二つの斜め衝撃波における粒子加速2013

    • 著者名/発表者名
      中野谷賢, 松清修一, 羽田亨
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2013-11-04

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公開日: 2015-05-28  

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