Verification of a novel theory of electron scattering caused by plasma waves

验证等离子体波引起的电子散射的新理论

基本信息

批准号：
21K13979
负责人：
北原理弘
金额：
$ 3万
依托单位：
Tohoku University (2022)Nagoya University (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

我々はこれまでに、宇宙空間に普遍的なプラズマ波動の一種であるホイッスラーモード波動と低ピッチ角の電子との相互作用に着目し、電子散乱に関する新しい理論を考案してきた。この新しい電子の散乱理論を実証することを目的として、我々は新理論に対するパラメータ依存性の検討、宇宙空間における人工衛星のプラズマ粒子およびプラズマ波動の観測データを用いた解析、高精度解法を用いたの大規模シミュレーションによる再現実験、の3つの異なる研究課題に対して研究を進めてきた。従来の我々の理論は低ピッチ角の共鳴電子のみに限定して電子の運動を予測するものであったが、ハミルトン力学の解析手法を適用することにより、幅広いエネルギー・ピッチ角の粒子に対して電子の運動を予測する理論が構築できた。この研究結果は国内外の学会において発表済であり、現在投稿論文としてまとめている。また人工衛星で観測された粒子および波動データの解析を行い、そのパラメータを用いた数値計算を実施ことにより、波動粒子相互作用におけるエネルギー・運動量授受をより正確に解釈のためには我々の理論が有効であることを明らかとした。またホイッスラーモード波動と電子の相互作用のみならず、宇宙空間における様々な波動粒子相互作用現象のパラメータに本理論が適用可能であることも明らかとなってきた。今後我々の散乱理論の観測的実証を進めていくとともに、大規模シミュレーションによる再現実験に向けたコード開発に取り組む。

我们已经设计了一种新的电子散射理论，重点是惠斯勒模式波，空间中的一种等离子体波的相互作用，以及低螺距角的电子。为了证明这一新的电子散射理论，我们一直在进行有关三个不同研究主题的研究：研究新理论的参数依赖性，使用血浆颗粒的观察数据和外层空间的卫星的血浆波的分析，以及使用高级校准解决方案进行大规模模拟的复制实验。我们的常规理论通过仅限于具有低螺距角度的共振电子来预测电子运动，但是通过应用汉密尔顿力学的分析方法，我们能够构建一种理论，该理论可以预测具有各种能量和俯仰角粒子的电子运动。这项研究的结果已在日本和国外的学术会议上提出，目前汇编为提交。此外，通过分析通过卫星观察到的颗粒和波数据，并使用这些参数进行数值计算，我们已经明确表明，我们的理论可以有效地更准确地解释波颗粒相互作用中的能量，动量交换和接收。还可以揭示该理论不仅可以应用于惠斯勒模式波和电子的相互作用，而且还可以应用于外太空中各种波浪粒子相互作用现象的参数。将来，我们将继续进行散射理论的观察性演示，并将致力于使用大规模模拟制定繁殖实验的代码。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

円偏波プラズマ波動による荷電粒子捕捉に関する統一モデル

圆偏振等离子体波捕获带电粒子的统一模型

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
北原理弘;三好由純;中村紗都子;小路真史;加藤雄人;北村成寿
通讯作者：
北村成寿

A Novel Calibration Method of Short Time Waveform Signals and its Approcation for the PWE/WFC Data

一种新的短时波形信号标定方法及其在PWE/WFC数据中的应用

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kitahara;M.;S. Matsuda;Y. Katoh;Y. Kasahara;H. Kojima;Y. Miyoshi;M. Hikishima
通讯作者：
M. Hikishima

A Comprehensive model of the Electron Trapping Regions on the Resonant/non-resonant Wave-particle Interactions

共振/非共振波粒相互作用的电子俘获区综合模型

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masahiro Kitahara;Yoshizumi Miyoshi;Satoko Nakamura;Masafumi Shoji;Yuto Katoh;Naritoshi Kitamura
通讯作者：
Naritoshi Kitamura

共鳴・非共鳴波動粒子相互作用における電子捕捉領域の統一モデル

共振和非共振波粒相互作用中电子俘获区的统一模型

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
北原理弘;三好由純;中村紗都子;小路真史;加藤雄人;北村成寿
通讯作者：
北村成寿

ホイッスラーモード波動と非相対論的電子の共鳴・非共鳴相互作用における厳密解

哨声模式波与非相对论性电子之间共振和非共振相互作用的精确解

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
北原理弘;三好由純;中村紗都子;小路真史;加藤雄人;北村成寿
通讯作者：
北村成寿

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通讯作者：
桂華邦裕

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影响因子：
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通讯作者：
篠原育

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DOI：
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2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
北村成寿;北原理弘;Boardsen Scott;天野孝伸;Gershman Daniel;大村善治;中村紗都子;小路真史;加藤雄人;小嶋浩嗣;三好由純;斎藤義文;平原聖文;横田勝一郎;Giles Barbara;Paterson William;Pollock Craig;Le Contel Olivier;Russell Christopher;Ahmadi Narges;Lindqvist Per-Arne;Ergun Robert,
通讯作者：
Ergun Robert,