中性粒子の流体効果による中性音波とプラズマ波動の結合

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究の目的は，部分電離プラズマ中の中性粒子の流体運動がプラズマ波動特性に与える影響を実験的に明らかにすることである．特に，中性粒子波動とプラズマ波動間の結合に焦点をあて，イオン音波やイオンサイクロトロン波によって中性粒子音波が励起されること，またその逆過程が存在することを実験的に実証することを目指す．部分電離プラズマに関する柔軟な実験が可能なHYPER-II 装置（九州大学）を用い，高精度な時間分解レーザー誘起蛍光ドップラー分光（TRLIF）による中性粒子音波の精密測定を行う．本申請は，光科学技術を駆使し，プラズマ状態－気体境界領域におけるプラズマの新しい物理的性質を見出す先駆的な研究である．2021年度は, 静電イオ印サイクロトロン波(ECI波)を用いた中性粒子効果の実証に関する理論的検証とHYPER-IIにおけるEIC波の励起システムの開発および初期実験を行った.２０２２年度は昨年度からの継続として, ECI波の有限中性粒子温度効果について理論的研究を進め，より現実的な環境で原理実証実験が可能であることを示した．実験では，静電イオンサイクロトロン波の伝播に関するパラメータースキャンを行った．また，新しい試みとして光渦を光源とするLIF法（OVLIF法）の導入を検討し，HYPER-II装置を用いて高次光渦を生成した．ここまでに開発したTRLIFシステムに光渦を組み込むことで，波動場中の中性粒子効果をより詳細に調べることが出来るシステムの構築を進めた．更に，中性粒子効果を検証するための波動現象として電離波動を用いた実験を開始した．電離波動が起点となって生じるカオス状態のフィードバック制御システムを構築した．