Anomalous transport has been observed in various systems as nonlinear systems, numerical simulations of plasma turbulence, in laboratory plasmas, and recently in the propagation of energetic particles in the interplanetary space. Thanks to in situ observations it has been possible to deduce transport properties directly from spacecraft data. This technique has further found applicability to remote observations of relativistic electrons accelerated at supernova remnants (SNRs) shocks, pointing out that far upstream of the blast waves, the x-ray synchrotron emission, as captured by the Chandra spacecraft, is consistent with models of superdiffusive transport (i.e., transport faster than normal diffusive). Here we present and summarize evidences of superdiffusion both in the interplanetary space and upstream of SNRs shock fronts, in particular by analyzing, for the first time in the framework of superdiffusion, the transport properties of electrons accelerated at the young G1.9+0.3 SNR. We also briefly describe how this new model can be used to interpret radio emissions from electrons accelerated at shocks forming during galaxy cluster mergers.
異常輸送は、非線形システム、プラズマ乱流の数値シミュレーション、実験室プラズマ、そして最近では惑星間空間における高エネルギー粒子の伝播など、さまざまなシステムで観測されてきた。その場観測のおかげで、宇宙機データから直接輸送特性を推定することが可能となった。この手法はさらに、超新星残骸(SNR)で加速された相対論的電子の遠隔観測にも応用されている。その結果、爆発波の遠方上流領域では、チャンドラ宇宙機が捉えたX線シンクロトロン放射が、超拡散輸送(すなわち、通常の拡散よりも速い輸送)のモデルと一致することが示された。本稿では、惑星間空間およびSNRの衝撃波面の上流領域の両方における超拡散の証拠を提示し、要約する。特に、若い超新星残骸G1.9+0.3で加速された電子の輸送特性を、超拡散の枠組みで初めて解析する。また、銀河団合体時に形成される衝撃波で加速された電子からの電波放射を解釈するために、この新しいモデルをどのように用いることができるかについても簡潔に述べる。