電磁イオンサイクロトン波動の非線形解析に基づくジオ・スペースプラズマ環境の研究

点击翻译按钮获取中文摘要

電子流体・イオンハイブリッドシミュレーションによって内部磁気圏の赤道域をモデル化し、電磁イオンサイクロトロン(EMIC)トリガード放射の解析を行った。このEMICトリガード放射は、強い非線形波動粒子相互作用によって周波数上昇を起こしたEMIC波であり、内部磁気圏における高エネルギープロトン、及び相対論的電子の消失に関わっていることが明らかになりつつある。本研究ではスーパーコンピュータによって、EMICトリガード放射による非線形波動粒子相互作用を再現し、内部磁気圏プラズマ環境へのインパクトを明らかにすることである。プロトン温度異方性によって自発的に励起するトリガード放射を再現し、多様なスペクトルの形成過程について解析を行った。トリガード放射のコヒーレンシーは、外部磁場の勾配が大きくなるに連れて高くなることが、パラメータ解析の結果明らかとなった。さらに、コヒーレントなトリガード放射の場合、位相空間中において粒子捕捉が効率よく起こり、結果として加速効率が高くなる事を示した。また、インコヒーレントなEMIC放射は、あらゆる空間で同時多発的に発生することから、粒子散乱の時間スケールが早まることを明らかにした。