Numerical study on wakefield acceleration in relativistic collisionless shocks

今年度は２次元系における電子・イオンプラズマ中の相対論的無衝突衝撃波の数値計算結果の解析を主に行った。その結果、電子・イオンプラズマではシンクロトロンメーザー不安定による電磁波放射の効率が電子・陽電子プラズマと比較して飛躍的に高まることを確認した。相対論的無衝突衝撃波におけるシンクロトロンメーザー放射は航跡場を励起するために必要不可欠な物理過程であり、航跡場加速の理解に大きく前進する重要な結果である。さらにこの解析により、イオン・電子ともに航跡場の影響受け、上流で電場に加速されて宇宙線のエネルギー分布に似た冪型のエネルギー分布を作ることも発見した。超高エネルギー宇宙線はほとんどがイオンであるため、イオンを加速できたことは特に重要な結果である。これらの成果は学会で発表するだけでなく、論文としてまとめ、査読付き国際学術雑誌The Astrophysical journal Lettersから出版されている。また今年度は、カナダのアルバータ大学に約３ヶ月間長期滞在し、Richard Sydora教授と共同研究を行った。さらにこのカナダへの長期滞在に加え、より理論的考察を進めるために他の研究機関へ訪問し優れた研究者たちと議論を行った。一つはアメリカのコロンビア大学であり、Lorenzo Sironi助教のもとでセミナー発表をおこなった。さらにドイツのポツダム大学にも訪問し、Martin Pohl教授やJacek Niemiec教授と議論を行った。上述の論文は両氏との共同研究の成果でもあり、国際的にも研究を展開した。

今年度は２次元系における電子・イオンプラズマ中の相対論的無衝突衝撃波の数値計算結果の解析を主に行った。その結果、電子・イオンプラズマではシンクロトロンメーザー不安定による電磁波放射の効率が電子・陽電子プラズマと比較して飛躍的に高まることを確認した。相対論的無衝突衝撃波におけるシンクロトロンメーザー放射は航跡場を励起するために必要不可欠な物理過程であり、航跡場加速の理解に大きく前進する重要な結果である。さらにこの解析により、イオン・電子ともに航跡場の影響受け、上流で電場に加速されて宇宙線のエネルギー分布に似た冪型のエネルギー分布を作ることも発見した。超高エネルギー宇宙線はほとんどがイオンであるため、イオンを加速できたことは特に重要な結果である。これらの成果は学会で発表するだけでなく、論文としてまとめ、査読付き国際学術雑誌The Astrophysical journal Lettersから出版されている。また今年度は、カナダのアルバータ大学に約３ヶ月間長期滞在し、Richard Sydora教授と共同研究を行った。さらにこのカナダへの長期滞在に加え、より理論的考察を進めるために他の研究機関へ訪問し優れた研究者たちと議論を行った。一つはアメリカのコロンビア大学であり、Lorenzo Sironi助教のもとでセミナー発表をおこなった。さらにドイツのポツダム大学にも訪問し、Martin Pohl教授やJacek Niemiec教授と議論を行った。上述の論文は両氏との共同研究の成果でもあり、国際的にも研究を展開した。