トーラスプラズマ合体実験を用いた磁気リコネクションの粒子加速・加熱機構の解明

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磁気リコネクションの非定常高価による高速化を調べるために,トーラスプラズマの合体,分離の2種の実験を行い,プラズモイドの成長と放出課程を磁気プローブ計測により調べた.プラズモイド放出が起こる場合と起こらない場合では磁気リコネクションの特徴は大きく違っていた.プラズモイド放出が無い場合はSweet-Parker的な準定常リコネクションであったがプラズモイド放出のある場合はパイルアップが発生したのちにプラズモイドが放出され,瞬間的にリコネクション速度の増加する過渡的なリコネクションが発生した.プラズモイドの移動速度,加速度をもとめリコネクション速度と比較したところ,プラズモイド加速度が最大のときにリコネクション速度も最大となっていた.プラズモイド放出は抵抗率の低い条件で起きやすく,まず初めに密度パイルアップが発生したのちにプラズモイドが放出されるという2段階を経てリコネクションが高速化していた.このように非MHD的な効果等による異常抵抗がなくとも,過渡的な磁気リコネクションでは高速化が起こり得ることが示された。これまでのリコネクション実験の応用として,観測で得られた太陽コロナ,彩層における磁気リコネクション現象を模擬した実験を行った.太陽フレアを模擬した3つの磁気ループによる実験ではパルス的なリコネクションが発生した.静電プローブ計測では電子加熱が確認された.磁気リコネクションの高速化には拡散領域における異常抵抗や非定常性といった局所的な物理現象によるものでなく,大域的な磁場構造の変化に起因するものがある.また太陽の黒点ライトブリッジ模擬実験によって観測から予想されるような磁束管と縦磁場間での磁気リコネクションが実際に発生することが確認された.