다중 이온 플라즈마 파동모델 개발

Near-earth space is composed of plasmas which embed a number of plasma waves. Space plasmas consist of electrons and multi-ion that determine local wave propagation characteristics. In multi-ion plasmas, it is difficult to find out analytic solutions from the dispersion relation in general. In this work, we have developed a model with an arbitrary magnetic field and density as well as multi-ion plasmas. This model allows us to investigate how plasma waves behave when they propagate along realistic magnetic field lines, which are assumed by IGRF(International Geomagnetic Reference Field). The results are found to be useful for the analysis of the in situ observational data in space. For instance, if waves are assumed to propagate into the polar region, from the equatorial region, our model quantitatively show how polarization is altered along earth travel path. 지구 주변에는 플라즈마로 가득 차 있고 그것을 매질로 하는 다양한 플라즈마 파동이 존재한다. 우주공간 플라즈마는 여러 종류의 이온과 전자로 구성되어 있고 특히 이온들은 파동의 전파에 많은 영향을 미친다. 다중 이온 플라즈마에서 파동분산 방정식의 해를 구하는 것은 상당히 복잡하다. 따라서, 임의의 자기장, 밀도를 고려하여 우주공간에서 다중 이온 플라즈마에서 파동의 분산관계를 쉽게 알 수 있는 계산모델을 개발하였다. 이 모델로부터 IGRF(International Geomagnetic Reference Field)에서 임의 지점을 지나는 자력선과 관측된 밀도 함수로부터 각 위도별로 가능한 파동들의 성질을 조사하여 위성의 초기 관측 자료 분석에 응용하였다. 예를 들어 POLAR 위성의 관측값 중에서 자기 적도 근처에서 발생되어 자력선을 따라 전파하는 특정한 범위의 주파수 경우 파동의 편극 상태가 변한 위치, 전파경로 등을 본 모델을 이용하여 예측할 수 있었다.