高エネルギー宇宙線の銀河系磁場内での振る舞いについての研究

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本研究の目的は、太陽系磁気圏周辺の銀河磁場を想定し、その中での超高エネルギー宇宙線の軌道シミュレーションを行う為のソースコードの開発と、開発されたコードによる太陽系磁気圏近傍での宇宙線の振る舞いについて調べることであった。本研究で大きなウェイトを占める軌道シミュレーションのためのソースコードの開発には多くの時間が必要であったが、ほぼ完成することができた。本研究では、まずはじめに、宇宙線の銀河磁場内における軌道計算を行う為、銀河系磁場の構造、特に太陽系磁気圏周辺の磁場構造についてのモデルの作成を試みた。その為、名古屋大学の大型計算機に既に蓄積されているモデル磁場のコードを再開発し、更に、研究室での開発環境を整えるべく、DECのAlphaチップを搭載したワークステーションを設備備品費により購入した。開発したソースコードはフォートランで記述され、使用する磁場構造モデルが将来変わりうることを想定し、モデルの変更に対し柔軟に対応できるコードを作成した。次に、作成したモデル磁場内で、銀河系外より侵入してくる超高エネルギー宇宙線あるいは太陽系から遥か遠い銀河系内で発生した宇宙線の軌道シミュレーションを行う為のソースコードの開発を行った。ここでも、磁場への侵入経路として、あらゆる方向からの侵入が可能であって、かつ、侵入する宇宙線のエネルギーも任意に与えることができるようなコードの作成を試みた。一定の結論を出すため、シミュレーションで多くの軌道を計算する必要があり、現在軌道データの蓄積を行っているところである。今後の展望として、軌道データが多く得られれば、太陽系磁気圏近傍での宇宙線の振る舞い、特に異方性についての何らかの予想が行えると考えている。