天体衝撃波における高強度コヒーレント放射についての数値的研究

天体冲击波高强度相干辐射的数值研究

• 批准号: 20J00280
• 负责人: 岩本 昌倫
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J00280/
• 关键词: 無衝突衝撃波; プラズマ不安定; 高エネルギー天体; 粒子加速

本研究の目的は、天体衝撃波からの高強度コヒーレント放射を第一原理数値シミュレーションを用いて解明することである。この放射は近年では高速電波バーストをはじめとした高エネルギー天体の放射機構として応用され、注目されている。この第一原理数値シミュレーションは膨大な数の粒子全てに対して運動方程式を解くため計算コストが極めて高いが、本研究は2022年度のHPCI若手課題として採択され、名古屋大学の「不老」を利用することで十分な計算資源を確保することができた。この成果は査読付き国際学術誌The Astrophysical Journalから出版されている。本年度は前年度から引き続き「富岳」成果創出加速プログラム「宇宙の構造形成と進化から惑星表層環境変動までの統一的描像の構築」に参加して富岳を利用し、イオン・電子系での３次元相対論的衝撃波計算を行った。この数値計算結果の解析はすでに終了しており、現在は投稿準備中である。また、2021年9月から2023年3月までコロンビア大学のLorenzo Sironi助教のもとに長期滞在して、国際的な共同研究を行った。Lorenzo Sironi助教のポスドクであるEmanuele Sobacchi氏とも協力し、共著論文として査読付き国際学術誌Monthly Notices of the Royal Astronomical Societyから出版した。さらに高強度コヒーレント放射と天体プラズマの非線形相互作用についての第一原理数値シミュレーションを行い、この成果は第一著者としてMonthly Notices of the Royal Astronomical Societyに投稿済みである。

Purpose の this study は, celestial shock wave か ら の high-strength コ ヒ ー レ ン ト radiation を first principle the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を with い て interpret す る こ と で あ る. こ の radiation は recent で は high-speed waves バ ー ス ト を は じ め と し た high エ ネ ル ギ ー celestial の radiation institutions と し て 応 with さ れ, striking さ れ て い る. こ の first principle of the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン は swelled な number の particles all て に し seaborne て を movement equations solution く た め computing コ ス ト が め extremely high て い が, this study は 2022 の HPCI if hand subject と し て mining 択 さ れ の, Nagoya university "old" を use す る こ と で very な を computing resources to ensure す る こ と が で き た. The 読 results of the <s:1> 読 were published in The Astrophysical Journal ら ら and されて る る. は before this year's annual か ら lead き 続 き "fu yue" achievement makes acceleration プ ロ グ ラ ム "cosmic の と structure formation evolution か ら planet surface environment - move ま で の unified stroke like の construct" に attend し て fu yue を using し, イ オ ン, an electronics で の 3 dimensional phase theory of shock wave calculation seaborne を line っ た. The <s:1> <s:1> numerical value calculation result <s:1> analysis すでに すでに has been completed てお, and the submission is currently in preparation である. ま た, in September 2021 か ら March 2023 ま で コ ロ ン ビ ア university の Lorenzo Sironi ta の も と に stagnant for a long time in し joint research line を っ て and international な た. Assistant Lorenzo Sironi た ポスド である であるEmanuele Sobacchi と た co-authored と て て available 読 paid Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ら published た た. さ ら に high-strength コ ヒ ー レ ン ト objects radiation と プ ラ ズ マ の nonlinear interaction に つ い て の first principle of the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を い, こ の results は first author と し て or Notices of the Royal Astronomical Societyに contributes to みである.

项目成果

Wakefield Excitation and Associated Particle Acceleration in Relativistic Collisionless Shocks

相对论无碰撞冲击中的韦克菲尔德激励和相关粒子加速

• 发表时间: 2021
• 作者: Masanori Iwamoto;Takanobu Amano;Yosuke Matsumoto;Shuichi Matsukiyo;Masahiro Hoshino
• 通讯作者: Masahiro Hoshino

ポツダム大学(ドイツ)

波茨坦大学（德国）

Mildly relativistic magnetized shocks in electron-ion plasmas - II. Particle acceleration and heating

电子离子等离子体中的弱相对论性磁化冲击 - II。

• DOI: 10.1093/mnras/stab220
• 发表时间: 2021
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: Ligorini Arianna;Niemiec Jacek;Kobzar Oleh;Iwamoto Masanori;Bohdan Artem;Pohl Martin;Matsumoto Yosuke;Amano Takanobu;Matsukiyo Shuichi;Hoshino Masahiro
• 通讯作者: Hoshino Masahiro

3D PIC Simulation of Coherent Emission from Relativistic Shocks

相对论激波相干发射的 3D PIC 模拟

• 发表时间: 2022
• 作者: 岩本昌倫;天野孝伸;松本洋介;松清修一;星野真弘
• 通讯作者: 星野真弘

シンクロトロンメーザー放射に伴う相対論的ピックアップ過程

与同步加速器脉泽辐射相关的相对论拾取过程

• 发表时间: 2021
• 作者: 岩本昌倫;天野孝伸;松本洋介;松清修一;星野真弘
• 通讯作者: 星野真弘