地球磁気圏周辺ショック領域でのミクロ物理過程

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Geotail衛生によるバウショック周辺におけるプラズマ波動観測は、そこで発生している波動が「電子のダイナミクスに密接に関わっていること」、「非常にNonlinearな状態にまで至っていること」を明らかにした。この観測事実を理論的に解析するためには、解析的手法のみでは不十分で、異方性や非線形性を含めて解析できる計算機実験が非常に有力である。しかし、これまでバウショック周辺での物理を計算機実験で議論する際には、電子を流体として取り扱うハイブリッドコードが主に用いられてきたが、このハイブリッドコードでは電子のダイナミクスを解くことができないため、Geotailの観測データの理解には使用することができない。そこで、本研究では、イオンも電子も粒子として取り扱うフル粒子計算機実験コードを用い、バウショック周辺でのkineticな効果を含めた波動励起現象について解析を行った。計算機実験は始め、1次元においておこない、磁気ポストン法で計算機実験空間内部に形成したショック周辺で励起されるプラズマ波動について、Quasi-perpendicular shock,Quasi-parallel shockについて解析した。その結果、ミラー磁場によってはねかえされる電子とイオンの速度差による電磁波の励起や、ショックポテンシャルで加速される電子とイオンとの速度差による電流励起のイオン音波の形成などが確認された他、上流では、跳ね返された電子によるLangmuir waveの励起も確認され、観測と対応させることができた。