Verification of a novel theory of electron scattering caused by plasma waves

验证等离子体波引起的电子散射的新理论

• 批准号: 21K13979
• 负责人: 北原 理弘
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Tohoku University (2022)Nagoya University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K13979/
• 关键词: 波動粒子相互作用; 粒子加速; プラズマ波動; ピッチ角散乱; 宇宙プラズマ; 地球放射線帯; ピッチ各散乱

我々はこれまでに、宇宙空間に普遍的なプラズマ波動の一種であるホイッスラーモード波動と低ピッチ角の電子との相互作用に着目し、電子散乱に関する新しい理論を考案してきた。この新しい電子の散乱理論を実証することを目的として、我々は新理論に対するパラメータ依存性の検討、宇宙空間における人工衛星のプラズマ粒子およびプラズマ波動の観測データを用いた解析、高精度解法を用いたの大規模シミュレーションによる再現実験、の3つの異なる研究課題に対して研究を進めてきた。従来の我々の理論は低ピッチ角の共鳴電子のみに限定して電子の運動を予測するものであったが、ハミルトン力学の解析手法を適用することにより、幅広いエネルギー・ピッチ角の粒子に対して電子の運動を予測する理論が構築できた。この研究結果は国内外の学会において発表済であり、現在投稿論文としてまとめている。また人工衛星で観測された粒子および波動データの解析を行い、そのパラメータを用いた数値計算を実施ことにより、波動粒子相互作用におけるエネルギー・運動量授受をより正確に解釈のためには我々の理論が有効であることを明らかとした。またホイッスラーモード波動と電子の相互作用のみならず、宇宙空間における様々な波動粒子相互作用現象のパラメータに本理論が適用可能であることも明らかとなってきた。今後我々の散乱理論の観測的実証を進めていくとともに、大規模シミュレーションによる再現実験に向けたコード開発に取り組む。

A new theory of electron scattering in outer space is examined. The new theory of electron scattering is proved to be correct, and the new theory is studied in the field of particle dependence, outer space, artificial satellite, particle ratio measurement, application analysis, high-precision solution, large-scale system reconstruction, and three-dimensional difference research. The theoretical framework for the prediction of electron motion in the resonance of low angle particles The results of this research have been published in both domestic and foreign societies. The analysis of the ratio of particles measured by artificial satellites is carried out in the calculation of the number of particles measured by artificial satellites. This theory is applicable to the phenomenon of ratio-particle interaction in outer space. In the future, the implementation of the scattered theory will be further improved, and the large-scale reconstruction will be carried out.

项目成果

円偏波プラズマ波動による荷電粒子捕捉に関する統一モデル

圆偏振等离子体波捕获带电粒子的统一模型

• 发表时间: 2022
• 作者: 北原 理弘;三好 由純;中村 紗都子;小路 真史;加藤 雄人;北村 成寿
• 通讯作者: 北村 成寿

A Novel Calibration Method of Short Time Waveform Signals and its Approcation for the PWE/WFC Data

一种新的短时波形信号标定方法及其在PWE/WFC数据中的应用

• 发表时间: 2021
• 作者: Kitahara;M.;S. Matsuda;Y. Katoh;Y. Kasahara;H. Kojima;Y. Miyoshi;M. Hikishima
• 通讯作者: M. Hikishima

A Comprehensive model of the Electron Trapping Regions on the Resonant/non-resonant Wave-particle Interactions

共振/非共振波粒相互作用的电子俘获区综合模型

• 发表时间: 2022
• 作者: Masahiro Kitahara;Yoshizumi Miyoshi;Satoko Nakamura;Masafumi Shoji;Yuto Katoh;Naritoshi Kitamura
• 通讯作者: Naritoshi Kitamura

共鳴・非共鳴波動粒子相互作用における電子捕捉領域の統一モデル

共振和非共振波粒相互作用中电子俘获区的统一模型

• 发表时间: 2022
• 作者: 北原 理弘;三好 由純;中村 紗都子;小路 真史;加藤 雄人;北村 成寿
• 通讯作者: 北村 成寿

A new analytical model to specify the exact trapping region of electrons in a coherent whistler mode wave

一种新的分析模型，用于指定相干哨声模式波中电子的精确捕获区域

• 发表时间: 2022
• 作者: Masahiro Kitahara;Yoshizumi Miyoshi;Satoko Nakamura;Masafumi Shoji;Yuto Katoh;Naritoshi Kitamura
• 通讯作者: Naritoshi Kitamura