実験室宇宙物理学と超低面輝度可視光観測による宇宙線加速研究の新展開

無衝突衝撃波生成実験では、2022年度は7月に1週間、大阪大学レーザー科学研究所に滞在し、合計24ショット行った。希薄(1 Torr)窒素ガス中でイオンを十分に磁化できる強度（3.9 T）の外部磁場を印加し、磁化した窒素プラズマを生成し、アルミ・ターゲット由来の高速プラズマとの相互作用の様子を計測した。外部磁場発生コイルに流す電流の向きを変えて磁場の極性を変化させ（アルミ・プラズマ流れるx方向、鉛直z方向に対し、外部磁場を+y方向３ショット、-y方向11ショット）、外部磁場印加なしの場合(8ショット)の結果も合わせ、実験結果を比較した。計測としては、協同トムソン散乱計測、プラズマ自発光計測、磁気プローブを用いた磁場計測などを行い、得られたデータの解析を行った。特に、アルミ・プラズマと窒素プラズマの境界面の不安定性による波打ち構造の位置が磁場の極性がとともに反転することがわかり、さらに、磁場計測では衝撃波の伝播に伴う窒素プラズマ中の波動を捉えた。可視光望遠鏡による超新星残骸観測については、これまでの準備研究で用いてきたCCDカメラが主に湿気が原因で故障した。これらは既に製造が中止されており、修理代も高額になるため、比較的安価に入手できる現行品のCMOSカメラに交換した。CMOSカメラの性能評価を行い、我々の科学目標達成のために必要な視野、空間分解能、感度を達成できることを確認した。また、自動観測・追尾システムの調整を行い、さらに、大量に取得した画像データをフラット・ダーク処理をして重ね合わせるストレージシステムの整理とソフトウェアの開発に着手した。また、本研究に広く関連する衝撃波の存在する現象の理論・観測研究も行い、超新星残骸のガンマ線放射、レーザーを用いた磁気リコネクション実験、ガンマ線バーストの超高エネルギーガンマ線放射に対する知見を得た。

無衝突衝撃波生成実験では、2022年度は7月に1週間、大阪大学レーザー科学研究所に滞在し、合計24ショット行った。希薄(1 Torr)窒素ガス中でイオンを十分に磁化できる強度（3.9 T）の外部磁場を印加し、磁化した窒素プラズマを生成し、アルミ・ターゲット由来の高速プラズマとの相互作用の様子を計測した。外部磁場発生コイルに流す電流の向きを変えて磁場の極性を変化させ（アルミ・プラズマ流れるx方向、鉛直z方向に対し、外部磁場を+y方向３ショット、-y方向11ショット）、外部磁場印加なしの場合(8ショット)の結果も合わせ、実験結果を比較した。計測としては、協同トムソン散乱計測、プラズマ自発光計測、磁気プローブを用いた磁場計測などを行い、得られたデータの解析を行った。特に、アルミ・プラズマと窒素プラズマの境界面の不安定性による波打ち構造の位置が磁場の極性がとともに反転することがわかり、さらに、磁場計測では衝撃波の伝播に伴う窒素プラズマ中の波動を捉えた。可視光望遠鏡による超新星残骸観測については、これまでの準備研究で用いてきたCCDカメラが主に湿気が原因で故障した。これらは既に製造が中止されており、修理代も高額になるため、比較的安価に入手できる現行品のCMOSカメラに交換した。CMOSカメラの性能評価を行い、我々の科学目標達成のために必要な視野、空間分解能、感度を達成できることを確認した。また、自動観測・追尾システムの調整を行い、さらに、大量に取得した画像データをフラット・ダーク処理をして重ね合わせるストレージシステムの整理とソフトウェアの開発に着手した。また、本研究に広く関連する衝撃波の存在する現象の理論・観測研究も行い、超新星残骸のガンマ線放射、レーザーを用いた磁気リコネクション実験、ガンマ線バーストの超高エネルギーガンマ線放射に対する知見を得た。