2012 Fiscal Year Annual Research Report
波動粒子相互作用直接観測システムの開発による相対論的電子加速機構の研究
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23224011
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
小野 高幸 東北大学, 大学院理学研究科, 教授 (10141996)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小嶋 浩嗣 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (10215254)
三好 由純 名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 准教授 (10377781)
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| Project Period (FY) |
2011-05-31 – 2016-03-31
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| Keywords | 超高層物理学 / 磁気圏・電離圏 / 宇宙科学 / 計算物理 / 人工衛星 |
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| Research Abstract |
波動粒子相互作用解析装置(SWPIA)を開発し、世界初となるプラズマ波動―粒子間相互作用の直接計測実現を目的とする。「SWPIA計測システム」の開発では、平成23年度に引き続き、実際のハードウェアに等価のシステム上での簡単なアルゴリズムの組込、並びに、一番処理が重い波形較正部についてのスピード評価を行い、それにより、実際の衛星観測において、1周回軌道時間内で、前周回時の取得データ処理が終了することを示した。更に、実際の観測を模擬し、計算機シミュレーション結果のデータを活用して、アルゴリズムの評価とそこから算出されるデータ信頼性の評価に対する指針を考案した。また、ロケット実験の代替として取り組んでいるスペースプラズマチェンバー実験では、小型のプラズマ波動プローブを開発した他、チェンバー内でエネルギー分析を行うことができる粒子センサーを開発し、チェンバー内で動作することを確認した。また安定した電子ビームを実現するために「傍熱型の電子ビーム源」による実験を開始した。「SWPIAシミュレータ」については、モジュールAの計算結果を用いて、グローバルモデルが計算する分布関数および背景プラズマ環境のデータから、非線形波動粒子相互作用が発生する場所を特定する手法を開発した。具体的には、非線形波動粒子相互作用の発生指標となるOptimum AmplitudeとThreshold Amplitudeを評価し、ホイッスラーモード波動が線形段階から、非線形段階に入る条件を満たす場所と時間を特定する。この手法を用いることで、グローバルモデルの中で非線形波動粒子相互作用の場所が特定できることになった。モジュールBについては、平成23年度に提案したSWPIA計測量の統計的有意性を評価する方法とその有効性の定量的な評価について、学術論文として公表した。また、コーラス放射発生過程の再現実験を、背景磁場強度の空間スケールを様々に変化させて実施し、発生するコーラス放射の波動特性が変化する様相を明らかとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
(抄録なし)
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[Presentation] 地球磁気圏におけるホイッスラーモード・コーラス放射と高エネルギー電子との相互作用の直接観測に向けた検討 : Wave-Particle Interaction Analyzer (WPIA)2013
Author(s)
加藤雄人, 疋島充, 小嶋浩嗣, 大村善治, 笠原慧, 平原聖文, 三好由純, 関華奈子, 浅村和史, 高島健, 小野高幸
Organizer
日本物理学会第68回年次大会
Place of Presentation
広島
Year and Date
2013-03-27
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[Presentation] Significance of Wave-Particle Interaction Analyzer for direct measurement of nonlinear wave-particle interactions2012
Author(s)
Katoh, Y., M. Kitahara, H. Kojima, Y. Omura, S. Kasahara, M. Hirahara, Y. Miyoshi, K. Seki, K. Asamura, T. Takashima, and T. Ono
Organizer
AGU Fall Meeting 2012
Place of Presentation
San Francisco, USA
Year and Date
2012-12-05
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[Presentation] ERG Mission : Acceleration of energetic electrons by plasma waves2012
Author(s)
Miyoshi, Y., T. Ono, T. Takashima, K. Asamura, M. Hirahara, Y. Kasaba, A. Kumamoto, A. Matsuoka, H. Kojima, K. Shiokawa, K. Seki, M. Fujimoto, T. Nagatsuma, and ERG working group
Organizer
AOGS-AGU (KPGM) Joint Assembly
Place of Presentation
Singapore, Resorts World Convention Centre
Year and Date
2012-08-17
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