Parametric instabilities of Alfvén-ion-cyclotron (AIC) waves and the turbulence driven by them are investigated using a particle-in-cell simulation technique. By introducing anisotropic ion temperature, a broad spectrum of AIC wave is excited. In addition to the normal AIC waves, their harmonic modes and upper sideband modes are found. Through the interaction of these Alfvénic waves and longitudinal electrostatic waves, Alfvénic turbulence is developed. Excitation of density and electromagnetic waves and their mode coupling structures are investigated using the ω–k spectrum and bicoherence analysis. It is found that the ion-acoustic wave is excited by the modulational instability, and that the ion density mode with a negative group velocity is excited in the high-k region by the decay instability. In addition, a longitudinal mode whose phase velocity behaves similarly to that of the ion-acoustic mode with a shifted wave number is found. This mode is identified as the second harmonic ion-acoustic wave. The inverse cascade structures of the electromagnetic and density fluctuations exhibit an interesting behavior that the density fluctuation shows a dual spectrum, whereas the electrostatic field Ex shows a single spectrum.
アルフヴェン・イオンサイクロトロン（AIC）波のパラメトリック不安定性と、それによって駆動される乱流を、粒子セルシミュレーション手法を用いて調査した。異方性イオン温度を導入することにより、広帯域のAIC波スペクトルが励起される。通常のAIC波に加えて、その高調波モードと上側帯波モードが見出された。これらのアルフヴェン波と縦方向静電波との相互作用を通じて、アルフヴェン乱流が発達する。密度擾乱と電磁波の励起、およびそれらのモード結合構造を、ω–kスペクトルとバイコヒーレンス解析を用いて調査した。イオン音波が変調不安定性によって励起されることが見出された。また、負の群速度を持つイオン密度モードが、崩壊不安定性によって高k領域で励起されることが見出された。さらに、シフトした波数を持つイオン音波の位相速度と同様の挙動を示す縦方向モードが見出された。このモードは、第二高調波イオン音波として同定される。電磁擾乱と密度擾乱の逆カスケード構造は興味深い挙動を示し、密度擾乱は二重スペクトルを示すのに対し、静電場Exは単一スペクトルを示す。