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Theoretical study of electron stochastic shock drift acceleration in the shock transition region

激波过渡区电子随机激波漂移加速理论研究

基本信息

批准号：
20J13670
负责人：
加藤拓馬
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
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 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J13670/
关键词：
宇宙プラズマ輸送方程式スペクトル法

项目摘要

宇宙空間には,宇宙線に代表される非熱的な高エネルギー粒子が多数存在している.これらの粒子の加速メカニズムの解明は宇宙空間物理学の重要課題の一つである.中でも超新星残骸衝撃波のような無衝突衝撃波は,粒子加速が発生する主要な現場であるとみなされており,本研究の研究対象である.無衝突衝撃波における粒子加速には,Fermi加速という標準モデルが存在する.しかし,このモデルではおよそ1MeV以下の低エネルギー電子の加速過程を説明できない.申請者は過去の研究でこれらの低エネルギー電子の加速モデルとして,統計的衝撃波ドリフト加速というモデルを過去に提案した(Katou & Amano, 2019).この研究では提案した加速モデルが生成する電子のエネルギー分布が観測と整合するベキ型の分布であり,加速モデルとして有用であることを示した.本研究はこの研究を発展させて統計的ドリフト加速モデルについて理論と数値計算の二つのアプローチでより詳しく調べることによって,衝撃波での電子加速についてより深い理解を得ることを目的としている.採用1年目である昨年度は主に理論的な手法を用いた研究の方に着手し, 理論計算を行うためのコードを作成した.このコードは, 電子の運動を記述する偏微分方程式であるピッチ角散乱方程式を解くためのコードで, 電子の分布関数の空間・エネルギー・ピッチ角依存性の時間発展を計算できる3次元コードである. 過去の研究では, エネルギー依存性しか議論できていなかったので,このコードを用いることによってより詳細に電子加速について調べることができる. ピッチ角依存性については, 分布関数をルジャンドル関数によって展開し, 擬スペクトル法を使用した. これによって通常使用される差分法による計算に比べて必要なグリッド数を大幅に減らすことができ, コードの高速化を実現した.

In the universe, the universe represents the existence of most of the high-temperature particles in the universe. In order to solve the important problems of cosmic space physics, the acceleration of particles and the solution of important problems in cosmic space physics. In the middle of the supernova remnant, there are no sudden waves in the remnant of the supernova, and the particles accelerate the growth of the main field of the supernova. There is no sudden change in the speed of particle acceleration, while the standard of Fermi acceleration exists. Please pay attention to the acceleration process of low-temperature and low-temperature electrical power systems below 1MeV. In the past, applicants have conducted studies on low-cost, low-cost, fast-track, fast-track, fast-track To study the proposal to speed up the generation of electricity, electricity, gas, electricity, etc. In this study, the calculation of the statistics of the statistics of the research exhibition and the statistics of the statistics of the theory of the statistics of the statistics of the research exhibition and the statistics of the research exhibition and the statistics of the statistics and calculation of the statistics of the statistics of the research exhibition and the statistics of the statistics of the statistics. Using the method of the main theory of the one-year study of yesterday's theory, using the theory of research and calculation, we will make a calculation. The partial differential equation, the angular dispersion equation, the solution of the computer distribution, the spatial distribution, the angle dependence, the time dependence, the calculation, the third dimension, the third dimension. Through the past research, we have discussed the relationship between the two sides of the market, and we have been able to speed up the use of low-cost electrical energy generation electrons. in the past years, we have studied the relationship between the two sides of the market. In terms of angular dependence, distribution, angle dependence, angular dependence, distribution, angle dependence, angular dependence, angular dependence, distribution, distribution, distribution and distribution. We usually use the difference method to calculate the number of figures that are necessary.