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

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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。