ForHosting KIT · 開発者向けツール

アルヴェン速度計算機

アルヴェン速度 API は、磁気擾乱がプラズマ中を伝わる速さ v = B / √(μ·ρ) を計算します。磁場の強さ（テスラ）、質量密度（キログラム毎立方メートル）、磁気透磁率（ヘンリー毎メートル、デフォルトは真空の透磁率 μ₀）から求められます。結果としてメートル毎秒の速度、検証済みの入力値、計算式、段階的な導出、そして人間が読みやすいメッセージが返されます。これは磁気流体力学波（MHD 波）の特性速度であり、シミュレーションも近似表もデータ保存もなく、一回の呼び出しで決定論的に計算されます。

● Beta無料・ブラウザ内で実行

無料で実行 API仕様を見る

ご利用方法ウェブAPIメールTelegramアプリ近日

アルヴェン速度が示すもの

磁化されたプラズマでは、磁力線は張られた弾性ひものように振る舞います。それをはじくと横波が特性速度で伝わります。この速さは、1942 年にこの波を予言し、後にこの研究でノーベル賞を受賞した Hannes Alfvén にちなんで名付けられました。この速さ、すなわちアルヴェン速度は、プラズマ中の動的現象のほぼすべての時間スケールを決めます。太陽風の擾乱が地球の磁気圏に届く速さ、太陽フレアで放出されたエネルギーがコロナ中を伝播する速さ、星間物質で乱流がカスケードする速さなどです。磁場が強いほど波は速くなり、プラズマが密なほど、同じ復元力に対して慣性が大きいため波は遅くなります。このエンドポイントはまさにこの比を計算します。B をテスラ、ρ を kg/m³ で指定し、必要に応じて透磁率 μ を上書きすると、v がメートル毎秒で返されます。結果を流速や音速と比較すれば、そのプラズマ流がサブ・アルヴェン的かスーパー・アルヴェン的かがすぐに分かります。これは宇宙物理や核融合エネルギーのあらゆる解析における最初の問いの一つです。

入力、デフォルト値、検証ルール

計算を制御する入力は三つです。磁場 B はテスラ単位の大きさなので、有限かつ非負である必要があります。磁場成分の符号はベクトル計算の問題であり、この計算の問題ではありません。質量密度 ρ は厳密に正でなければなりません。密度ゼロではプラズマ自体が存在せず、式がゼロ除算になるため、誤解を招く無限大を返すのではなく、明確な無効入力エラーでリクエストを拒否します。透磁率 μ は省略可能で、デフォルトは真空の透磁率 μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m です。宇宙空間や実験室のプラズマは古典的な意味では非磁性体なので、ほぼすべての場合にこれが正しい選択です。実効透磁率が真に異なる特殊な媒質の場合にのみ上書きが必要です。また、HTML フォームはテキストを送信するため、すべての数値フィールドは文字列も受け付けます。前後の空白を除いた "5e-5" のような数値文字列は、その数値とまったく同じように解釈されます。すべての入力は結果を有限で意味のあるものに保つため、絶対値 10¹² の上限で制限され、出力されるすべての数値は小数点以下 12 桁に丸められるため、同じリクエストには常にバイト単位で同一の JSON が返されます。

チームでの活用場面

宇宙天気のパイプラインでは、アルヴェン速度を使って上流の太陽風観測値を伝播予測に変換します。L1 の磁力計による B と粒子観測機器から導出した ρ を使えば、一回の呼び出しで衝撃波到達モデルの基礎となるアルヴェン速度が得られます。核融合の研究者は、トカマクやステラレータのシナリオを健全性チェックする際に利用します。高速イオンの速度がこのしきい値に近づくとアルヴェン固有モードが不安定になるためで、第一段階の確認としては、本格的な MHD ソルバーを動かすより手軽な決定論的チェックの方が適しています。天体物理学の教育実習では、学生がオーダー・オブ・マグニチュードを探求するために使われます。コロナ、磁気圏、星間物質では B も ρ も何桁も異なり、得られる速度を並べて見ることで、表では得られない直感が育ちます。同じコードがこのページのブラウザ上では無料で、有料 API ではリクエストごとに $0.002 で動作するため、まず手動でプロトタイプを作り、パイプラインに組み込んで自動化する段階になってから支払えばよいのです。ログ記録や保存は一切行われません。数値が入り、速度が出てくるだけです。

活用例

太陽風擾乱の到達時刻を推定する

上流モニターの磁力計による B とプラズマ密度を API に入力し、伝播や衝撃波到達予測の基礎となるアルヴェン速度を取得します。

核融合プラズマシナリオの健全性を確認する

本格的な磁気流体力学の安定性解析に投資する前に、高速イオン速度がアルヴェンのしきい値から十分離れていることを検証します。

プラズマ物理学でオーダー・オブ・マグニチュードを教える

各領域について v = B/√(μ·ρ) を計算し、コロナ・磁気圏・星間物質を学生に比較させます。

よくある質問

料金はいくらですか？

リクエストごとに $0.002 です。また、このページのブラウザ上では、同じコードで同じ結果を無料で実行できます。

どの透磁率を使うべきですか？

ほぼすべてのプラズマでは真空の透磁率 μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m が正しく、これがデフォルトです。実効透磁率が真に異なる媒質の場合にのみ上書きしてください。

密度がゼロだとリクエストが拒否されるのはなぜですか？

式は密度の平方根で除算するため、密度ゼロは無限大ではなく未定義です。API は対象フィールド名を示す無効入力エラーで拒否します。

数値を文字列として渡せますか？

はい。Web フォームはテキストを送信するため、"5e-5" のような前後の空白を除いた数値文字列を受け付けます。非数値や非有限の値は拒否されます。

使用する単位と返される単位は何ですか？

入力は磁場がテスラ、質量密度が kg/m³、透磁率が H/m です。速度はメートル毎秒（m/s）で返されます。

私のデータは保存されますか？

いいえ。リクエストはメモリ内で処理され破棄されます。返されるのは計算結果のみです。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/phys/alfven-velocity

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/alfven-velocity \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"magnetic_field":0.00005,"mass_density":1.67e-13}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/alfven-velocity", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "magnetic_field": 0.00005,
    "mass_density": 1.67e-13
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/phys/alfven-velocity",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "magnetic_field": 0.00005,
    "mass_density": 1.67e-13
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/alfven-velocity", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"magnetic_field":0.00005,"mass_density":1.67e-13}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"magnetic_field":0.00005,"mass_density":1.67e-13}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/alfven-velocity", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "magnetic_field": 0.00005,
  "mass_density": 1.67e-13
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "phys.alfven_velocity",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

制限

max_abs 1000000000000

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

KITの完全なドキュメントを見る →