電子・陽電子プラズマにおける粒子加速とガンマ線放射

正负电子等离子体中的粒子加速和伽马射线发射

• 批准号: 07247208
• 负责人: 坂井 純一
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: University of Toyama
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07247208/
• 关键词: electron-positnon Plasma; current loop; coalescence; reconnection; particle aceleration

電子陽電子プラズマは、パルサー磁気圏、活動銀河中心核等に存在すると考えている。また、最近地上の実験室でも作られ初め、その性質の研究が始まった。我々は、これまで電子陽電子プラズマにおける電子ビームの非線形力学を3次元粒子コードを用いて調べ、電子の加速機構や、アルフエン波の発生機構を明らかにした。この研究に引きつずき電子陽電子プラズマでの2本の平行電流ループの衝突過程を3次元粒子コードを用いて調べた。この研究は宇宙に存在すると考えられている電子陽電子プラズマからの強いガンマ線の発生機構を解明することに関連している。我々は、電子イオンプラズマでの2本の平行電流ループの衝突過程を3次元粒子コードを用いて調べ、高エネルギーの電子が形成されることをみつけた。電子陽電子プラズマにおいても、同様の電子加速機構が存在するかを研究することは重要である。新しく得られた知見は以下の通りである。電流ループの作る磁場の不均一効果により、電子陽電子が互いに逆方向にドリフト運動をしてもともとの電流ループが2つに分離する。その後再び、新しい電ループが形成されこの2つのループが合体することが示された。もしもとの電流が強い場合には、この分離、合体、分離、合体が繰り返されることが示された。この過程でプラズマ加熱が周期的に起こることも明らかになった。以上の結果は、一様磁場での衝突過程であるが、もしループ方向の磁場が局在しておれば、合体過程が又異なってくることも明らかになった。この電流が強い場合に起こる、分離、合体、分離、合体を繰り返す過程は、電子イオンプラズマでの2本の平行電流ループの衝突過程では発生しない新しい結果である。今後は不均一磁場中での電流ループ合体過程を調べ、高エネルギー粒子生成過程を研究して、電子陽電子プラズマからの強いガンマ線の発生機構を解明することに寄与したい。

人们认为，脉冲星磁层，活性星系中央核等电子血浆等离子体存在于陆地实验室中，并且对其性质进行了研究。我们已经使用三维粒子代码研究了电子正电子等离子体中电子束的非线性力学，以阐明电子加速度的机制和产生α波的机制。这项研究调查了使用3D粒子代码在拖曳 - 电体等离子体中的两个平行电流环的碰撞过程。这项研究与阐明了从宇宙中存在的电子轴体​​等离子体产生强γ射线的机制有关。我们使用3D粒子代码研究了电子离子等离子体中两个平行电流环的碰撞过程，并发现形成了高能电子。重要的是研究电子等离子体中是否存在类似的电子加速机制。新发现如下：由于电流回路产生的磁场的不均匀效应，即使电子正上音向相反的方向漂移，原始电流环将分为两个。然后再次形成一个新的电动环，以表明两个循环组合在一起。已经表明，如果电流很强，则重复这种分离，结合，分离，结合。还揭示了等离子体加热在此过程中定期发生。以上结果表明在均匀磁场中的碰撞过程，但也已经显示出，如果循环方向局部磁场局部，聚结的过程也会有所不同。当电流很强的结果是一个新的结果时，在电子离子等离子体中两个平行电流环的碰撞过程中不会发生这种分离，聚结，分离和聚结的过程。将来，我们希望研究当前的环路合并过程，在不均匀的磁场中，研究高能量粒子生成过程，并有助于阐明从电子质体等离子体中产生强γ射线的机制。

项目成果

J.Zhao,J.I.Sakai & K.I.Nishikawa: "Coalescence of Two Parallel Current loops in a nonrelativistic electron-positnon Plasma" Physics of Plasmas. 3(印刷中). (1996)

J. Zhao、J. I. Sakai 和 K. I. Nishikawa：“非相对论电子-正电子等离子体中两个平行电流环路的合并”，《等离子体物理学》3（出版中）。