イオン波ソリトンと境界との相互作用

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今年度の研究達成目標は、境界におけるイオン波ソリトンの諸現象,特に境界条件による反射率の変化,反射屈折の法則(スネルの法則)の非線形波への適応の可否,および反射あるいは屈折の機構などを明らかにするものであった。そのために、二重プラズマ発生装置を用いて、アルゴンプラズマを発生させ、その中で平面状イオン波ソリトンを励起した。種々の境界条件(例えば、金属メッシュ,金属平板など)におけるイオン波ソリトンの反射及び屈析の法則を詳細に調べた。その結果、金属メッシュ反射体においては、イオン波ソリトンは1部反射し、1部透過することは分ってはいたが、反射角及び透過角は入射波の振幅の関数であることが判明した。すなわち、入射波振幅が大きくなるにつれ、反射角及び透過角は共に小さくなる。しかし、振幅=0の極限ではスネルの法則が成立することが判明した。この現象は、ソリトンの性質を加味したスネルの法則でほゞ説明できることが分った。従って、我々はこの現象を非線形スネルの法則と呼ぶことにした。更に、反射体近傍における波の反射あるいは透過の機構を明らかにすべく現在研究を続けている。問題点は反射体周辺に存在するシースの役割である。この中での様子を解明しないことには、反射・透過の問題は結論が得られない。しかし近い将来には結論が得られる見通しである。