中村紗都子 生存圏研究所特定研究員、小路真史 名古屋大学特任助教、三好由純 同教授、北村成寿 東京大学特任研究員、横田勝一郎 大阪大学准教授らの研究グループは、地球近傍の宇宙空間において、異なるプラズマ間でプラズマ波動を介してエネルギー輸送が起きていることを世界で初めて実証しました。
本研究成果は、2018年9月7日に、米国の国际科学誌「厂肠颈别苍肠别」のオンライン版に掲载されました。
研究者からのコメント
本研究成果は、人工卫星にダメージを与える高エネルギーの放射线粒子や、魅惑的なふるまいを见せるオーロラの発生机构など、地球磁気圏の様々な现象の解明に関係する大変重要なものだと考えています。今后、奥笔滨础（波动粒子相互作用直接解析）というこの新たな手法をより広い领域に応用して磁気圏物理の解明に寄与できることを期待しています。
概要
宇宙空间はプラズマと呼ばれる荷电粒子で満たされています。地球からの高度が数千から数万办尘にも达すると、密度が非常に低くなり、荷电粒子同士はほとんど衝突しなくなります。このような无衝突状态で、どのようにして荷电粒子が高いエネルギーへと加速されるかはプラズマ物理の普遍的课题でした。
本研究グループは、NASA（米国航空宇宙局）のMagnetospheric Multiscale（MMS）衛星編隊に搭載された低エネルギーイオン計測装置（FPI-DIS）を中心とした観測データの解析によって、宇宙空間で水素イオンとヘリウムイオンという異なるプラズマ粒子群が、無衝突状態でプラズマ波動（電磁イオンサイクロトロン波動）を介してエネルギーをやりとりしている現場を捉えることに世界で初めて成功しました。
本研究成果は、宇宙空间に普遍的に存在しているプラズマのエネルギー変化の素过程（それ以上分解できない基本的な反応过程）を検出したものであり、今后、他の种类のプラズマ波动やプラズマとのエネルギー交换过程も、直接かつ详细な観测で実証していく可能性に道を开くものです。
図：波动粒子相互作用を観测する惭惭厂卫星のイメージ（画像提供：东京大学）
详しい研究内容について
书誌情报
【顿翱滨】
N. Kitamura, M. Kitahara, M. Shoji, Y. Miyoshi, H. Hasegawa, S. Nakamura, Y. Katoh, Y. Saito, S. Yokota, D. J. Gershman, A. F. Vinas, B. L. Giles, T. E. Moore, W. R. Paterson, C. J. Pollock, C. T. Russell, R. J. Strangeway, S. A. Fuselier, J. L. Burch (2018). Direct measurements of two-way wave-particle energy transfer in a collisionless space plasma. Science, 361(6406), 1000-1003.
