相対論的非平衡分布により励起される電磁不安定性
　宇宙や天体ではプラズマは粒子の静止質量を十分に越えるエネルギーを持つことが多く、この場合プラズマは相対論的な取り扱いをすることが不可欠です。ビーム分布、リング分布など、多くの種類の非平衡分布が考えられますが、特に最近は、磁力線に垂直方向の自由エネルギー成分を持つ、リング分布の不安定性に着目しています。

　宇宙空間において、衝撃波下流域や磁化プラズマ流中で中性粒子がピックアップされる場合など、磁場に垂直方向の自由エネルギーを持つリング分布が形成される状況は少なくありません。よく知られているように、リング分布はサイクロトロン共鳴によって電磁波を励起しますが、リングのエネルギーが大きくなると、相対論的効果による粒子の質量増加のためにサイクロトロン周波数が減少します。我々は、この効果が本質的な役割を担って励起される新しい波動モード（波数0で最大成長率を持つk=0モード）が存在することを示し、その波動励起メカニズムと非線形発展のモデルを提唱しました。現在は、このモデルに基づいて線形成長の飽和レベルを定式化し、０次元粒子シミュレーションによる結果と比較しています。また、有限な波数を持ち、非相対論的な場合にも見られるリングサイクロトロン不安定性との競合過程などについて、粒子シミュレーションを用いて研究をすすめています。

相対論的プラズマにより電磁波動が励起される様子を、時間（横軸）と空間（縦軸）のグラフ上に示している。図の色は、プラズマ電磁波動の強さを表す。

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