1999 Fiscal Year Annual Research Report
超高輝度レーザーと高密度プラズマとの非線形相互作用に関する理論的研究
| Project/Area Number |
10680464
|
|---|
| Research Institution | Kinki University |
|---|
Principal Investigator |
西川 恭治 近畿大学, 工学部, 教授 (40025309)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邉 昌昭 近畿大学, 工学部, 教授 (40113146)
三間 圀興 大阪大学, レーザー核融合研究センター, 教授 (30033921)
|
|---|
| Keywords | プラズマ / レーザー / 相対論効果 / 非線形波動伝播 / 不安定性 / 計算機シミュレーション / レーザー核融合 / 高エネルギー粒子発生 |
|---|
| Research Abstract |
先ず、研究代表者を中心に、高強度短パルスレーザーの等方プラズマ中の相対論的伝播を記述する運動論的理論を展開した。次にそれを用いて、静電波の一般的分散関係を導き、ラングミュア波とイオン音波に適用した。さらに、プラズマ密度が電子の質量に比例する条件のもとで、新しい型の非線形イオン音波の定常伝播解を求めた。また、複雑な空間構造をした相対論的電磁場のもとでの動重力効果を扱う理論体系を構築した。
一方、当科学研究費で招聘した外国人研究員V.K.Tripathi教授との共同研究で、超臨界密度プラズマに垂直照射するレーザー光による新しい型のパラメトリック不安定性(磁場OTSI)を提唱し、プラズマ表面での静磁場生成機構を提示した。
また、研究分担者三間を中心に、スケール長の大きいプラズマと超高輝度レーザーとの相互作用に関し、粒子シミュレーションを行い、フィラメンテーション及び自己収束による光導波路の形成及び導波路中での電子加速に伴うダイポール磁場の発生過程を解析した。その結果、強い渦電流が発生し、ソリトン様の構造を持って局在し、深い密度くぼみを伴うことが明らかとなった。渦電流の構造は、P偏向ではTM波的であり、S偏向ではTE波的であることが分かった。また、密度くぼみにはレーザー電界等の高周波電磁界が補足されることがある。さらに、電子の加速機構について、光導波路中でのβ-tron Oscillationとウェーク場もしくは光電界との共鳴によるストキャスティック加速について解析した。
|
-
[Publications] Levan N.Tsintsadze: "Stationary Periodic and Solitary Waves Induced by a Strong Short Laser Pulse"Physical Review E. 60・8. 7435-7440 (1999)
-
[Publications] 千徳靖彦: "Magnetic Instability by the Relativistic Laser Pulses in Overdense Plasmas"Physics of Plasmas. 7・2. 689-695 (2000)
-
[Publications] 河村徹: "Effective Statistical Weights of the Rydberg Orbitals of Dopant Ar in Dense Plasmas and their Effects on Higher Order Satellite Lines"Physics of Plasmas. 6・9. 3658-3663 (1999)
-
[Publications] Z.M.Sheng: "Parametric Instabilities of Intense Lasers from Interaction with Relativistic Hot Plasmas"Physical Review E. 61・4(to be published). (2000)
-
[Publications] 千徳靖彦: "Bursts of Super Reflected Laser Light from Inhomogenious Plasmas due to Generation of Relativistic Solitary Waves"Physical Review Letters. 83・17. 3434-3439 (1999)
