Field structure of large-amplitude magnetohydrodynamic waves and associated ultrarelativistic particle acceleration

大振幅磁流体动力波的场结构及相关的超相对论粒子加速

• 批准号: 20540481
• 负责人: OHSAWA Yukiharu
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20540481/
• 关键词: プラズマ物理; 粒子加速; 無衝突衝撃波; 粒子シミュレーション; 磁気流体波

In the ideal magnetohydrodynamics, the electric field parallel to the magnetic field is exactly zero, and it was generally thought that the parallel electric field was quite weak in low-frequency, long-wavelength phenomena in a collisionless plasma. We have found, however, that the parallel electric field can be quite strong in nonlinear magnetosonic waves : We have analytically obtained the parallel electric field in nonlinear magnetosonic waves and have quantitatively confirmed the theoretical prediction with relativistic, fully kinetic, fully electromagnetic particle simulations.We have also numerically studied the evolution of magnetohydrodynamic waves arising from a strong disturbance given to a collisionless plasma. Simulations show that large-amplitude Alfven waves are generated behind magnetosonic shock fronts. Furthermore, ultrarelativistic electron acceleration can occur in the Alfven wave region. These mechanisms have been theoretically analyzed in detail.

在理想的磁性水力动力学中，与磁场平行的电场完全为零，通常认为平行的电场在无碰撞等离子体中的低频，长波长现象中非常弱。但是，我们发现，在非线性磁波波中平行的电场可以很强：我们在分析上获得了非线性磁波波中的平行电场，并已定量确认了相对论，完全动力学的，完全电磁粒子模拟的理论预测。 等离子体。模拟表明，大振幅Alfven波是在磁性冲击前后产生的。此外，在Alfven波区域中可能发生超层次电子加速度。这些机制已经详细分析了这些机制。

项目成果

Numerical studies on ultrarelativistic ion motions in an oblique magnetosonic shock wave

• DOI: 10.1063/1.3270110
• 发表时间: 2009-12
• 期刊: Physics of Plasmas
• 影响因子: 2.2
• 作者: S. Usami;R. Horiuchi;Y. Ohsawa

Electron acceleration in Alfven waves behind magnetosonic shock waves

磁声冲击波后面阿尔文波中的电子加速

• 发表时间: 2010
• 作者: 竹山洋右;中山俊一;大澤幸治
• 通讯作者: 大澤幸治

2成分及び3成分プラズマ中の非線形磁気音波における磁力線方向の電場

二分量和三分量等离子体中非线性磁声波中磁力线方向的电场

• 发表时间: 2009
• 作者: 高橋聖一;大澤幸治
• 通讯作者: 大澤幸治

小パルスによる電子加速

小脉冲加速电子

• 发表时间: 2008
• 期刊: プラズマ・核融合学会誌 Vol.84
• 作者: A.Kawashima;T.Maehara;T.Watanabe;S.Nomura;H.Toyota;S.Mukasa;H.Yamashita;A.Kawashima;大澤幸治
• 通讯作者: 大澤幸治

陽電子加速における磁場勾配の効果

磁场梯度对正电子加速的影响

• 发表时间: 2010
• 作者: 高橋聖一;大澤幸治
• 通讯作者: 大澤幸治