Energizált ionok viselkedésének és az ion-hullám kölcsönhatásnak a vizsgálata a földi lökéshullám előtti térségben
Title in English
Analysis of energetic ion behavior and of ion-wave interaction in front of the Earth's bow shock
Keywords in Hungarian
lökéshullám, ion-hullám kölcsönhatás, energizált ionok, diffúziós folyamat
Keywords in English
bow shock, ion-wave interaction, energetic ions, diffusive process
Discipline
Geophysics, Physics of the Lithosphere, Seizmology (Council of Complex Environmental Sciences)
50 %
Ortelius classification: Geophysics
Physics (Council of Physical Sciences)
50 %
Ortelius classification: Plasma physics
Panel
Earth sciences 1
Department or equivalent
MTA Geodéziai és Geofizikai Kutatóintézet
Starting date
2009-04-01
Closing date
2013-03-31
Funding (in million HUF)
14.483
FTE (full time equivalent)
4.00
state
closed project
Summary in Hungarian
A kutatási terv négy nagyobb részből áll, amelyben az energizált ionok földi lökéshullám előtti viselkedésének fontos aspektusai lesznek részletesen megvizsgálva. A vizsgálat többpontos, egyidejű műholdas mérések adatainak felhasználásával kerül elvégzésre. A célok röviden:
1. az energizált ionok diffúz transzportja jellegzetességeinek vizsgálata különböző napszél paraméterek idején. 2. a diffúziós koefficiensek meghatározása (különböző energiaszinteken) és összehasonlítása különböző napszélparaméterek esetén 3. a részecske-hullám kölcsönhatás részletes vizsgálata a lökéshullámtól való távolság függvényében 4. az földi lökéshullámnál történő iongyorsítás hatékonyságának vizsgálata a geometriai faktor, vagyis a thetaBn függvényében (ahol a thetaBn a lökéshullám felületének normálisa és a mágneses tér által bezárt szög)
Az Cluster műholdak által végzett egyidejű mérések először nyújtanak alkalmat arra, hogy a plazmaparaméterek térbeli változását egyértelműen megkülönböztethessük azok időbeni fejlődésétől. A mágneses mező fluktuációinak vizsgálata és részecske adatok együttesen olyan vizsgálatot tesznek lehetővé, amely által mélyebben megismerhetővé és megmagyararázhatóvá válik az iongyorsítás és ion-injektálás folyamata a földi lökéshullám kvázi-párhuzamos oldalán. Mivel a földi lökéshullám az egyetlen olyan laboratórium, ahol helyben végzett mérésekkel tanulmányozhatók az alapvető fizikai folyamatok, az eredmények abban is segítségünkre lesznek, hogy olyan távoli helyeken lejátszódó folyamatokat is megmagyarázhassunk, amelyek az ember számára elérhetetlenek (pl. szupernova robbanás helyszíne).
Summary
The research project consist of four large parts, in which four essential aspects of the energetic ion behavior in front of the Earth's bow shock is planned to be analyzed and investigated based on simultaneous multipoint spacecraft measurements. 1. determination of the characteristics of energetic ion diffusive transport under different solar wind conditions 2. the determination and comparison of the diffusion coefficients at various upstream ion energies under different solar wind conditions 3. the detailed analysis of the wave-particle coupling process as a function of the distance from the bow shock 4. the effectiveness of ion injection and acceleration at the bow shock as a function of the geometric factor (i.e., the value of the local thetaBn(i.e. the angle between the bow shock surface normal and the interplanetary magnetic field vector) The multipoint spacecraft mesurements by the Cluster mission provides us for the first time the unique opportunity to separate the spatial variations of the plasma parameters from the temporal ones. The combined data set of magnetic field fluctuations and particle data should provide new insights into the physical process of injection and acceleration at the quasi-parallel bow shock. Since the Earth's bow shock is the only natural laboratory where we are able to study in detail on location (i.e., in situ) the basic physical processes, the results not only would widen our knowledge about the space plasma physics, but also it would help to understand the ongoing processes at distant locations unreachable to mankind, like supernovae explosions. For this study all the data is available through the CAA (Cluster Active Archive), where all data recorded by the Cluster spacecraft is stored (and continuously updated) and can be used by the scientific community.
