内部磁気圏におけるピッチ角散乱の直接的実証と高エネルギー粒子消失過程の定量的評価

内磁层俯仰角散射的直接演示及高能粒子消失过程的定量评估

基本信息

批准号：
16J02898
负责人：
北原理弘
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J02898/
关键词：
ピッチ角散乱内部磁気圏波動粒子相互作用

项目摘要

内部磁気圏におけるプラズマ波動によるエネルギー粒子のピッチ角散乱について、衛星観測データ解析および数値シミュレーションによって定量的に評価した。2016年12月に我が国より打ち上げられたあらせ衛星には、世界で初めて波動粒子相互作用解析装置（WPIA）が搭載された。我々はこのWPIAの解析手法を用いて、エネルギー粒子のプラズマ波動によるピッチ角散乱の評価方法について提案した。またその手法の有用性を検討するためTHEMIS衛星の観測したEMIC波動とプロトンの波動粒子相互作用に対してその手法を適用し、粒子計測器のピッチ角分布だけでは検知することのできなかったEMIC波動によるプロトンのピッチ角散乱を検知することができた。この結果については国内の学会において成果発表をした。また、あらせ衛星搭載のWPIAが観測対象としているホイッスラーモードコーラス放射によるエネルギー電子のピッチ角散乱について数値シミュレーションを行った。その結果、ピッチ角の小さい粒子が従来考えられていた方向とは反対の方向に効率的にピッチ角散乱されることが明らかとなった。この特異なピッチ角散乱は、内部磁気圏のエネルギー電子の消失過程を抑制する可能性があり、また宇宙空間のエネルギー電子の分布関数を温度異方性が高める方向へ散乱させると考えらる。実際の宇宙空間でどの程度効率的にピッチ角散乱されるかを評価することが今後に期待される。この初期結果について国内外の学会において発表を行い、現在投稿論文の準備中である。

通过卫星观测数据分析和数值模拟，定量评估了内磁层等离子体波引起的高能粒子的俯仰角散射。日本于2016年12月发射的Arase卫星配备了世界上第一台波粒相互作用分析仪（WPIA）。利用这种 WPIA 分析方法，我们提出了一种评估等离子体波引起的高能粒子俯仰角散射的方法。此外，为了检验该方法的实用性，我们将该方法应用于THEMIS卫星观测到的EMIC波和质子的波粒相互作用，我们能够检测到由于波动而产生的质子的俯仰角散射。该成果在国内学术会议上发表。我们还对由 WPIA 在 Arase 卫星上观测到的哨声模式合唱辐射引起的高能电子的俯仰角散射进行了数值模拟。结果表明，小螺距角的颗粒以与之前认为相反的方向有效地以螺距角散射。这种独特的俯仰角散射可能会抑制内磁层中高能电子的消失过程，并且也被认为将空间中高能电子的分布函数向增加温度各向异性的方向散射。未来，我们希望评估俯仰角散射在实际空间中发生的效率。我们已在国内外学术会议上展示了这些初步结果，目前正在准备提交论文。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

EMICライジングトーンとの相互作用によるプロトンのピッチ角散乱の直接検出

通过与 EMIC 升调相互作用直接检测质子的俯仰角散射

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
北原理弘，加藤雄人，小路真史，三好由純
通讯作者：
北原理弘，加藤雄人，小路真史，三好由純

Nonlinear pitch angle scattering of energetic electrons near the loss cone by whistler mode chorus emissions

哨声模式合唱发射导致损失锥附近高能电子的非线性俯仰角散射

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Kitahara and Y. Katoh
通讯作者：
M. Kitahara and Y. Katoh

ホイッスラーモード・コーラス放射による低ピッチ角電子の非線形ピッチ角散乱

哨声模式合唱辐射对低俯仰角电子的非线性俯仰角散射

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Toshiki Gushi;Laurent Vila;Olivier Fruchart;Alain Marty;Stefania Pizzini;Jan Vogel;Fumiya Takata;Akihito Anzai;Kaoru Toko;Takashi Suemasu and Jean-Philippe Attane;北原理弘，加藤雄人
通讯作者：
北原理弘，加藤雄人

Method for direct detection of pitch angle scattering of energetic electrons caused by whistler-mode chorus emissions

直接检测哨声模式合唱发射引起的高能电子俯仰角散射的方法

DOI：
10.1002/2015ja021902
发表时间：
2016
期刊：
Journal of Geophysical Research - Space Physics
影响因子：
0
作者：
Kitahara;M.;and Y. Katoh
通讯作者：
and Y. Katoh

Nonlinear effect in the pitch angle scattering of energetic electrons by coherent whistler-mode waves

相干哨声模式波对高能电子的俯仰角散射的非线性效应

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Kitahara and Y. Katoh
通讯作者：
M. Kitahara and Y. Katoh

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通讯作者：
Ergun Robert,