電子・陽電子プラズマにおける粒子加速とガンマ線放射

電子陽電子プラズマは、パルサー磁気圏、活動銀河中心核等に存在すると考えている。また、最近地上の実験室でも作られ初め、その性質の研究が始まった。我々は、これまで電子陽電子プラズマにおける電子ビームの非線形力学を3次元粒子コードを用いて調べ、電子の加速機構や、アルフエン波の発生機構を明らかにした。この研究に引きつずき電子陽電子プラズマでの2本の平行電流ループの衝突過程を3次元粒子コードを用いて調べた。この研究は宇宙に存在すると考えられている電子陽電子プラズマからの強いガンマ線の発生機構を解明することに関連している。我々は、電子イオンプラズマでの2本の平行電流ループの衝突過程を3次元粒子コードを用いて調べ、高エネルギーの電子が形成されることをみつけた。電子陽電子プラズマにおいても、同様の電子加速機構が存在するかを研究することは重要である。新しく得られた知見は以下の通りである。電流ループの作る磁場の不均一効果により、電子陽電子が互いに逆方向にドリフト運動をしてもともとの電流ループが2つに分離する。その後再び、新しい電ループが形成されこの2つのループが合体することが示された。もしもとの電流が強い場合には、この分離、合体、分離、合体が繰り返されることが示された。この過程でプラズマ加熱が周期的に起こることも明らかになった。以上の結果は、一様磁場での衝突過程であるが、もしループ方向の磁場が局在しておれば、合体過程が又異なってくることも明らかになった。この電流が強い場合に起こる、分離、合体、分離、合体を繰り返す過程は、電子イオンプラズマでの2本の平行電流ループの衝突過程では発生しない新しい結果である。今後は不均一磁場中での電流ループ合体過程を調べ、高エネルギー粒子生成過程を研究して、電子陽電子プラズマからの強いガンマ線の発生機構を解明することに寄与したい。

電子陽電子プラズマは、パルサー磁気圏、活動銀河中心核等に存在すると考えている。また、最近地上の実験室でも作られ初め、その性質の研究が始まった。我々は、これまで電子陽電子プラズマにおける電子ビームの非線形力学を3次元粒子コードを用いて調べ、電子の加速機構や、アルフエン波の発生機構を明らかにした。この研究に引きつずき電子陽電子プラズマでの2本の平行電流ループの衝突過程を3次元粒子コードを用いて調べた。この研究は宇宙に存在すると考えられている電子陽電子プラズマからの強いガンマ線の発生機構を解明することに関連している。我々は、電子イオンプラズマでの2本の平行電流ループの衝突過程を3次元粒子コードを用いて調べ、高エネルギーの電子が形成されることをみつけた。電子陽電子プラズマにおいても、同様の電子加速機構が存在するかを研究することは重要である。新しく得られた知見は以下の通りである。電流ループの作る磁場の不均一効果により、電子陽電子が互いに逆方向にドリフト運動をしてもともとの電流ループが2つに分離する。その後再び、新しい電ループが形成されこの2つのループが合体することが示された。もしもとの電流が強い場合には、この分離、合体、分離、合体が繰り返されることが示された。この過程でプラズマ加熱が周期的に起こることも明らかになった。以上の結果は、一様磁場での衝突過程であるが、もしループ方向の磁場が局在しておれば、合体過程が又異なってくることも明らかになった。この電流が強い場合に起こる、分離、合体、分離、合体を繰り返す過程は、電子イオンプラズマでの2本の平行電流ループの衝突過程では発生しない新しい結果である。今後は不均一磁場中での電流ループ合体過程を調べ、高エネルギー粒子生成過程を研究して、電子陽電子プラズマからの強いガンマ線の発生機構を解明することに寄与したい。