Numerical study on wakefield acceleration in relativistic collisionless shocks

相对论无碰撞冲击中尾场加速的数值研究

• 批准号: 19J11716
• 负责人: 岩本 昌倫
• 金额: $ 1.34万
• 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: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J11716/
• 关键词: 宇宙線; 粒子加速; 無衝突衝撃波; 宇宙プラズマ

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。

The analysis of the numerical results of collision-free shock waves in this year's two-dimensional system As a result, the emission rate of electron and positron is higher than that of electron and positron. Relatively collision-free shock waves are essential for understanding the physical processes involved in track field excitation and track field acceleration. In addition, the influence of the electron track field on the analysis of cosmic rays, the acceleration of the up-flow electric field and the power-like distribution of cosmic rays are also observed. The cosmic rays of the super-high generation are not only accelerated, but also the results are important. The Astrophysical Journal Letters was published in 1998. This year, Professor Richard Sydora has been studying at the University for about three months. For example, if you are interested in the study, you may want to contact us. A Professor Martin Pohl and Professor Jacek Niemiec were interviewed and discussed by the university. The results of the joint research of the above-mentioned papers were launched.

项目成果

ポーランド科学アカデミー(ポーランド)

波兰科学院（波兰）

ポツダム大学(ドイツ)

波茨坦大学（德国）

Particle acceleration with precursor wave driven wakefield in relativistic shocks

相对论激波中前驱波驱动尾场的粒子加速

• 发表时间: 2019
• 作者: 岩本昌倫;天野孝伸;星野真弘;松本洋介
• 通讯作者: 松本洋介

アルバータ大学(カナダ)

阿尔伯塔大学（加拿大）

Precursor Wave Amplification by Ion?Electron Coupling through Wakefield in Relativistic Shocks

相对论激波中通过韦克场进行离子电子耦合的前驱波放大

• DOI: 10.3847/2041-8213/ab4265
• 发表时间: 2019
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Iwamoto Masanori;Amano Takanobu;Hoshino Masahiro;Matsumoto Yosuke;Niemiec Jacek;Ligorini Arianna;Kobzar Oleh;Pohl Martin
• 通讯作者: Pohl Martin