Study of plasma dynamics with non-thermal energy cascade under intense laser irradiation

• Project/Area Number: 23K03354
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 14010:Fundamental plasma-related
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 岩田 夏弥 大阪大学, 高等共創研究院, 准教授 (70814086)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 千徳 靖彦 大阪大学, レーザー科学研究所, 教授 (10322653)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2027: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2026: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
• Keywords: プラズマ物理 / 高強度レーザー / 高エネルギー密度

Outline of Research at the Start

高強度レーザー光を固体に照射することで、圧力1億気圧級のプラズマが生成され、高エネルギーイオンが発生する。加速されるイオンのエネルギーや空間分布には、プラズマ中の電子集団の運動が励起する電磁場構造の履歴が反映される。長時間の光照射下では、プラズマ全体の運動によって光吸収面の構造や物質内部でのエネルギー輸送が変化していくが、このような集団応答を含めたプラズマの発展は十分理解されていない。本研究は、高強度光から高速イオンへのエネルギー変換過程について、開放系集団現象としての性質に着目し理論モデルを構築することを目的とする。レーザー駆動粒子加速などの応用に基礎理論として貢献することが期待される。