太陽中性子崩壊電子と陽子の観測によるフレア粒子加速過程の研究

观测太阳中子衰变电子和质子研究耀斑粒子加速过程

基本信息

批准号：
05640324
负责人：
柳田昭平
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Ibaraki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05640324/
关键词：
太陽フレアー粒子加速中性子

项目摘要

本研究では、太陽フレアーで生成される中性子の崩壊生成物である電子、陽子成分の観測によって太陽フレアーでの高エネルギー粒子加速過程を研究する新しい手法を確立することを目的とした。この目的のためには、まずフレアーでの粒子加速の計算が必要である。今年度はこの計算のためのプログラムの開発を優先させた。従来多くの研究者によって採用されてきたモンテカルロ法、解析的な方法に代って確率微分方程式を用いる新しい手法を開発した。これはFokker-Planck方程式が確率常微分方程式の組に等価であることに着目した手法であり、モンテカルロ法に比較して極めて効率のよいアルゴリズムであることが判明した。加速のメカニズムとしてstochastic Fermi,shock加速をとりあげそれぞれのプロセスを追うプログラムの開発に成功し、現在さまざまな条件下でのシミュレーション実験を行い更なるチェックを行っている。またこの手法は電子、陽子の伝播の計算にも応用できるはずであり、ピッチ角散乱を入れたFokker-Planck方程式を解くプログラムの開発を並行して行っている。偏微分方程式を解く従来の方法に比べて、この場合も極めて容易に同等の結果が得られることを予備的に開発したプログラムで確認できた。このプログラムとすでに開発したモンテカルロ法による中性子3体崩壊のシミュレーションプログラムを組み合わせて、観測との比較のためのシミュレーションが可能となるプログラムは早急に完成できる見込みである。GEOTAILによる観測データの解析も進めているが、残念なことにGEOTAIL打ち上げ後フレアー活動度が高くないために、中性子崩壊によると見られるイヴェントはあっても1例のみである。実際のデータに基づく研究は更に今後の観測を待たねばならない。

这项研究旨在通过观察电子和质子成分来建立一种新方法，以研究太阳能燃料中的高能颗粒加速过程，这些电子和质子成分是太阳耀斑产生的中子衰减产物。为此，有必要首先用耀斑计算颗粒加速度。今年，我们优先制定该计算的程序。我们开发了一种新方法，该方法使用随机微分方程代替了过去许多研究人员采用的蒙特卡洛方法和分析方法。该方法侧重于以下事实：Fokker-Planck方程等于一组随机微分方程，并且与Monte Carlo方法相比，发现是一种极其有效的算法。我们已经成功开发了一个程序，该程序将随机费米和冲击加速度作为加速度的机制，目前正在通过在各种条件下进行仿真实验进行进一步检查。该方法还应适用于电子和质子传播的计算，并且同时我们正在开发一个程序，以用螺距角度散射来求解fokker-Planck方程。初步计划证实，即使在这种情况下，与解决部分微分方程的常规方法相比，即使在这种情况下也可以很容易地获得可比的结果。该程序与已经开发的使用Monte Carlo方法的已经开发的模拟程序结合了三个中子的衰减程序，预计将快速完成，从而可以与观测值进行比较。我们还使用Geotail分析了观察到的数据，但是不幸的是，尾袋发射后的耀斑活动水平不高，因此，尽管人们认为有一个事件是由于中子衰减所致，但只有一种情况。基于实际数据的研究必须等待进一步的未来观察。