| 研究課題/領域番号 |
26287120
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
大村 善治 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (50177002)
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| 研究分担者 |
小路 真史 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 特任助教 (80722082)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 波動粒子相互作用 / コーラス波 / サイクロトロン波 / 放射線帯 / 計算機シミュレーション / 非線形過程 |
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| 研究実績の概要 |
コーラスの発生領域が特定の緯度範囲に限定された現実的なモデルを想定して、数値グリーン関数を求めて、畳込み積分を繰り返すことにより、数１０keVの電子が数MeVのエネルギーにまで効率よく加速されることを再現することに成功した。また放射線外帯のMeV電子は電磁イオンサイクロトロン波による非線形波動ピッチ角散乱によって極域大気へと降下し、数分の短時間で放射線帯の一部を消失させることが可能であることを計算機シミュレーションにより検証した。。赤道付近で励起されたコーラス放射は磁力線に平行な伝搬ベクトルをもっているが、高緯度に伝搬する過程で次第に斜め伝搬となってゆく。平行伝搬においてはサイクロトロン共鳴しか起こらないが、斜め伝搬においては、サイクロトロン共鳴に加えて波の位相速度と電子の平行速度とが一致するランダウ共鳴が発生し、共鳴電子の一部が波のポテンシャルにトラップされて、効率よく加速されることが分かった。斜め伝搬の波との波動粒子相互作用を記述することができる理論を構築し、さらにその理論式の有効性をテスト粒子シミュレーションによって検証した。プラズマポーズの外側と内側で発生するプラズマ波動の特性に大きな変化が現れる。プラズマポーズの外側と内側で発生する
プラズマ波動の特性に大きな変化が現れる。コーラス放射はプラズマポーズの外側で多く発生するが、プラズマポーズの内側で背景電子密度の高い領域では、ヒス呼ばれる広帯域のホイッスラーモード波が観測される。この波動に対して高時間分解能のスペクトル解析を行った結果、ヒスがコーヒーレントな波動であり、スペクトルには周波数が変動する微細構造が存在していることが明らかになった。この微細構造を形成するコーヒーレントな波動は、コーラス放射と同じ非線形波動粒子相互作用によって励起されていることが理論とデータ解析によって明らかになった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額の使用計画 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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