多階層性に注目した磁気圏界面におけるプラズマ乱流輸送機構の研究

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本研究では，微視的なプラズマ乱流輸送がマクロな磁気圏ダイナミクス与える影響を明らかにするために，運動論シミュレーションによる解析を行っている．本年度は，非一様プラズマにおいて電磁的乱流輸送を引き起こす原因となるマイクロテアリング不安定性の不安定化機構の解析を行った．スラブ配位における衝突性マイクロテアリングの不安定化機構について，粒子間衝突に起因する熱力によって電磁場ゆらぎの位相のずれがゆらぎの成長を起こす原因となることを示した．磁気圏において無衝突であると考えられるプラズマであっても，磁場に捕捉される粒子に起因する同様の作用により無衝突でも不安定化が起こり得ると考えられる．また，磁気圏プラズマのシミュレーションを実施するためには，惑星磁場の非一様な構造を組み込む必要がある．核融合研究で用いられる磁力線に沿った局所シミュレーション手法を磁気圏に応用するために，磁気圏磁場配位を適切な座標系に変換するインターフェースを開発した．プラズマの圧力（磁気圧との比であるベータ値によって特徴づけられる）が小さく，平衡磁場配位が真空双極子磁場で近似できる場合での動作確認を行った．惑星磁気圏や磁気圏型プラズマ閉じ込め実験装置で実際に観測されるプラズマの圧力は高いと考えられるため，真空磁場で近似できない．高い圧力（高ベータ）を持った磁気圏プラズマのシミュレーションを実施するために，平衡計算の準備を進めている．また，高い非一様性を持った磁気圏プラズマの非線形シミュレーションを高効率で実施するために，新たにGPUベースコードでの動作検証も進め，非線形での計算環境を拡充した．