2016 Fiscal Year Research-status Report
Project/Area Number |
15K13609
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Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
尾崎 典雅 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (70432515)
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Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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Keywords | 高エネルギー密度科学 / 極限科学 / 物質ダイナミクス / 超高圧 / 高強度レーザー |
Outline of Annual Research Achievements |
パワーレーザー照射による超高速圧縮により異常格子状態を発現させ、X線自由電子レーザーをプローブに用いたポンププローブ実験によって、フェムト秒時間分解リアルタイムその場観察による異常格子ダイナミクスを実証解明していくことを目指して研究を遂行した。
これまでレーザープラズマX線を用いて行われてきた研究をX線自由電子レーザーによるXRDイメージングに拡張した。層状物質としてプロトタイピカルなグラファイトの高配向性グレード試料を用いて、レーザー駆動超高速一軸圧縮下の異常弾性状態における格子間距離の変化を、原子レベルフェムト秒分解X線回折により世界で初めて観測することに成功した。通常の静的圧縮下における準一軸圧縮環境で実現される層間距離に比べて、10倍以上の高圧縮が実現されていることが明らかになった。
独自に構築した速度干渉計などのシステムを利用して高時間分解で自由表面速度の時間進展を計測し、異常弾性状態の前駆波が伝播していることを独立に観測することにも成功した。従来の動的圧縮技術で測定されている弾性限界以上の異常弾性一軸圧縮状態が生成していることと矛盾しない結果が得られた。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
レーザープラズマ駆動のサブナノ秒X線パルスで示唆された超高歪み速度起下の周期構造の生成だけでなく、フェムト秒パルスを用いることにより、そのダイナミクスの時間進展を解明するための実験を開始することができた。特に高配向性のグラファイト試料を用意することによって、層状物質の相関距離を超高圧縮しこれまで実現できなかったレベルの一軸圧縮下異常格子状態の生成を実証できた可能性がある。
第一原理計算による電子状態の解明にも着手し、動的超高圧の方法による異常格子状態生成の解明と異常結晶場の電子状態の解明に踏み出すことができた。新たな基盤的研究計画を提案できる十分な成果を得られ始めたと言える。
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Strategy for Future Research Activity |
ハイパワーレーザーをドライブ、X線自由電子レーザーをプローブに用いたポンププローブ実験によって、異常弾性一軸圧縮状態の時間進展、圧力および歪み速度依存性、及びグラファイトの配向度依存性などを明らかにし、異常格子状態の全貌を実験的に明らかにする。また第一原理計算を進展させ、異常格子状態における電子状態を調べ実験結果と比較検討する。
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[Journal Article] On the size of the secondary electron cloud in crystals irradiated by hard X-ray photons2017
Author(s)
Alexei N. Grum-Grzhimailo, Tatiana Pikuz, Anatoly Faenov, Takeshi Matsuoka, Norimasa Ozaki, Bruno Albertazzi, Sergei Pikuz, Yuichi Inubushi, Makina Yabashi, Kensuke Tono, Hirokatsu Yumoto, Haruhiko Ohashi, Tetsuya Ishikawa, and Ryosuke Kodama
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Journal Title
Eur. Phys. J. D
Volume: 71(69)
Pages: 1-6
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Ultrafast lattice dynamics in laser-irradiated good foils2017
Author(s)
N. J. Hartley, N. Ozaki, T. Matsuoka, B. Albertazzi, A. Faenov, Y. Fujimoto, H. Habara, M. Harmand, Y. Inubushi, T. Katayama, M. Koenig, A. Krygier, P. Mabey, Y.Matsumura, S. Matsuyama, E. McBride, K. Miyanishi, G. Morard, T. Okuchi, T. Pikuz, O. Sakata, Y. Sano, T. Sato, T. Sekine, Y. Seto, et. al.
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Journal Title
Appl. Phys. Lett.
Volume: 110(7)
Pages: 071905_1-5
DOI
Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Coherent X-ray beam metrology using 2D high-resolution Fresnel-diffraction analysis2017
Author(s)
M. Ruiz-Lopez, A. Faenov, T. Pikuz, N. Ozaki, A. Mitrofanov, B. Albertazzi, N. Hartley, T. Matsuoka, R. Ochante, Y. Tange, T. Yabuuchi, T. Habara, K. A. Tanaka, Y. Inubushi, M. Yabashi, M. Nishikino, T. Kawachi, S. Pikuz, T. Ishikawa, R. Kodama and D. Bleiner
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Journal Title
J. Synchrotron Rad.
Volume: 24
Pages: 196-204
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Decaying shock studies of phase transitions in MgO-SiO2 systems:implications for the Super-Earths’ interiors2016
Author(s)
R. M. Bolis, G. Morard, T. Vinci, A. Ravasio, E. Bambrink, M. Guarguaglini, M. Koenig, R. Musella, F. Remus, J. Bouchet, N. Ozaki, K. Miyanishi, T. Sekine, Y. Sakawa, T. Sano, R. Kodama, F. Guyot, A. Benuzzi-Mounaix
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Journal Title
Geophys.Res.Lett.
Volume: 43(18)
Pages: 9475-9483
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Shock Compression Response of Forsterite above 250 Gpa2016
Author(s)
T. Sekine, N. Ozaki, Y.Asaumi, T. Kimura, K. Miyanishi, B. Albertazzi, Y. Sato,Y. Sakawa, T.Sano, S. Sugita, T. Matsui, and R. Kodama
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Journal Title
Sci. Adv.
Volume: 2(8)
Pages: e1600157_1-7
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Indirect Monitoring Shot-to-shot Shock Waves Strength Reproducibility during Pump-probe Experiments2016
Author(s)
T. A. Pikuz, A. Ya. Faenov, N. Ozaki, N. J. Hartley, B. Albertazzi, T. Matsuoka, K. Takahashi, H. Habara, Y. Tange, S. Matsuyama, K. Yamauchi, R. Ochante, K. Sueda, O. Sakata, T. Sekine, T. Sato, Y. Umeda, Y. Inubushi, T. Yabuuchi, T. Togashi, T. Katayama, M. Yabashi, M. Harmand, G. Morard, M. Koenig, et al.
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Journal Title
J. Appl. Phys.
Volume: 120(3)
Pages: 035901_1-7
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Dynamic X-ray diffraction observation of shocked solid iron up to 170 GPa2016
Author(s)
A. Denoeud, N. Ozaki, A. Benuzzi-Mounaix, H. Uranishi, Y. Kondo, R. Kodama, E. Brambrink, A. Ravasio, M. Bocoum, J.-M. Boudenne, M. Harmand, F.Guyot, S. Mazevet, D. Riley, M. Makita, T. Sano, Y. Sakawa, Y. Inubushi, G. Gregori, M. Koenig, and G. Morard
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Journal Title
PNAS
Volume: 113(28)
Pages: 7745-7749
DOI
Int'l Joint Research
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[Journal Article] Kinetics of the iron α-ε phase transition at high-strain rates: Experiment and model2016
Author(s)
N. Amadou, T. de Resseguier, E. Brambrink, T. Vinci, A. Benuzzi-Mounaix, G. Huser, G. Morard, F. Guyot, K. Miyanishi, N. Ozaki, R. Kodama, and M. Koenig
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 93(21)
Pages: 214108_1-6
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Dynamic compression of dense oxide (Gd3Ga5O12) from 0.4 to 2.6 TPa: Universal Hugoniot of fluid metals2016
Author(s)
N. Ozaki, W. J. Nellis, T. Mashimo, M. Ramzan, R. Ahuja, T. Kaewmaraya, T. Kimura, M. Knudson, K. Miyanishi, Y. Sakawa, T. Sano, and R. Kodama
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Journal Title
Sci. Rep.
Volume: 6,
Pages: 26000_1-8
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] 高エネルギー密度科学のための新しい実験ステーション2017
Author(s)
松岡健之, 尾崎典雅, 犬伏雄一, 富樫格, 籔内俊毅, 佐野智一, 末田敬一, 松山智至, 山内和人, 湯本博勝, 大橋治彦, 羽原英明, 冨澤宏光, 小川奏, 高橋謙次郎, 宮西宏併, 佐藤尭洋, 松田朋己, 近藤良彦, 林圭輔, 佐藤友哉, 喜田美佳, 小川剛史, 山下真直, 丹下慶範, 奥地拓生, Koenig Michel, 佐藤友子, 関根利守 他
Organizer
日本物理学会第72回年次大会(2017年)
Place of Presentation
大阪大学(大阪)
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-17
Int'l Joint Research
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[Presentation] パワーレーザーとXFELを用いた動的超高圧下の物質変形・相転移に関する研究2017
Author(s)
尾崎典雅, ALBERTAZZI Bruno, 松岡健之, HARTLEY Nicholas, FAENOV Anatoly, MORARD Guillaume, 羽原英明, HARMAND Marion, 犬伏雄一, 石川哲也, 片山哲夫, KOENIG Michel, KRYGIER Andy, 松山智至, McBRIDE Emma, 宮西宏併, 奥地拓生, PIKUZ Tatiana, 佐藤友子, 坂田修身, 瀬戸雄介, 関根利守, 田中和夫, 高橋謙次郎, 丹下慶範, 他
Organizer
日本物理学会第72回年次大会(2017年)
Place of Presentation
大阪大学(大阪)
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-17
Int'l Joint Research
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[Presentation] パワーレーザーとXFELによるフォルステライト単結晶から高密度構造への高速相転移観察2017
Author(s)
奥地拓生, 関根利守, 尾崎典雅, 松岡健之, 高橋謙次郎, 宮西宏併, 瀬戸雄介, 丹下慶範, 犬伏雄一, 矢橋牧名, プレジャブナランゴー, 田中和夫, 兒玉了祐
Organizer
日本物理学会第72回年次大会(2017年)
Place of Presentation
大阪大学(大阪)
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-17
Int'l Joint Research
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[Presentation] 衝撃波に対する固体ゲルマニウムの応答2017
Author(s)
宮西宏併, 尾崎典雅, 松岡健之, 瀬戸雄介, 丹下慶範, 犬伏雄一, 石川哲也, M. Koenig, 松山智至, 奥地拓生, 佐藤友子, 坂田修身, 関根利守, 田中和夫, 富樫格,T. Vinci, 池上温史, 梅田悠平, 大月崇史, R. Ochante, 高橋謙次郎, 西川豊人, 野間澄人, N. Hartley, 羽原英明, T. Pikuz, A. Faenov, 他
Organizer
日本物理学会第72回年次大会(2017年)
Place of Presentation
大阪大学(大阪)
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-17
Int'l Joint Research
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[Presentation] レーザー生成高エネルギー電子を用いた超高圧力発生2017
Author(s)
川島丈嗣, 重森啓介, 弘中陽一郎, 李昇浩, 尾崎典雅, 植田泰智, 宮西宏併, 松岡健之, 藤本陽平, 松村裕介, 西川豊人, 硲崚, Richard Ochante, 兒玉了祐, 長友英夫, 砂原淳, 西村博明, 藤岡慎介, 城崎知至, Dimitri Batani, Philipp Nicolai
Organizer
日本物理学会第72回年次大会(2017年)
Place of Presentation
大阪大学(大阪)
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-17
Int'l Joint Research
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[Presentation] Decaying shock studies of phase transitions in MgO-SiO2 systems: implications for the Super-Earths2016
Author(s)
R. M. Bolis, G. Morard, T. Vinci, A. Ravasio, E. Bambrink, M. Guarguaglini, M. Koenig, R. Musella, F. Remus, J. Bouchet, N. Ozaki, K. Miyanishi, T. Sekine, Y. Sakawa, T. Sano, R. Kodama, F. Guyot, A. Benuzzi-Mounaix
Organizer
American Geophysical Union fall meetin (AGU fall meeting)
Place of Presentation
San Francisco, USA
Year and Date
2016-12-12 – 2016-12-12
Int'l Joint Research
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[Presentation] Iron and iron alloys under laser compression at XFEL for planetary science2016
Author(s)
Marion Harmand, Andrew Krygier, Bruno Albertazzi, Karen Appel, Alessandra Benuzzi-Mounaix, Emma E McBride, Marco Cammarata, Yiping Feng, Eric Galtier, Nicholas Hartley, Ryosuke Kodama, Zuzana Konopkova, Hae Ja Lee, Henrik T Lemke, Guillaume Morard, Koei Miyanishi, Bob Nagler, Ruidy Nemausat, Norimasa Ozaki, et al.
Organizer
American Geophysical Union fall meetin (AGU fall meeting)
Place of Presentation
San Francisco, USA
Year and Date
2016-12-12 – 2016-12-12
Int'l Joint Research
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[Presentation] Magmas at extreme conditions2016
Author(s)
T. Sekine, T. Nishikawa, N. Ozaki, T. Sato, B. Albertazzi, A. BenuzziMounaix, R. Bolis, M. Guaruaglini, M. Koeing, K. Miyanishi, A. Ravasio, Y. Sakawa, T. Sano, Y. Umeda, and R. Kodama
Organizer
The 31st International Congress on High-Speed Imaging and Photonics (ICHSIP31)
Place of Presentation
Osaka, Japan
Year and Date
2016-11-09 – 2016-11-09
Int'l Joint Research
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[Presentation] Demonstration of Ultrafast X-ray Diffraction Platform for High Energy Density Materials Pumped by High Power Lasers and Probed by X-ray Free Electron Laser (XFEL)2016
Author(s)
T. Matsuoka, N. Ozaki, T. Yabuuchi,Y. Inubushi,T. Togashi, B. Albertazzi, A. Faenov, H. Habara, N. Hartley, K. Hayashi, S. Iketani, T. Ishikawa, T. Katayama, M. Kita, M. Koenig, Y. Kondo, T. Matsuda
Organizer
The 31st International Congress on High-Speed Imaging and Photonics (ICHSIP31)
Place of Presentation
Osaka, Japan
Year and Date
2016-11-09 – 2016-11-09
Int'l Joint Research
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[Presentation] Experimental System Developments for in situ Observation of Laser-Shock Compression Dynamics using the High Power Laser and SACLAXFEL2016
Author(s)
K. Takahashi, N. Ozaki, T. Matsuoka, K. Sueda, K. Miyanishi, N. Hartley, B. Albertazzi, H. Habara, A. Faenov, T. Pikuz, Y. Fujimoto, M. Harmand, R. Hazama, A. Ikegami, Y. Inubushi, Y. Matsumura
Organizer
The 31st International Congress on High-Speed Imaging and Photonics (ICHSIP31)
Place of Presentation
Osaka, Japan
Year and Date
2016-11-09 – 2016-11-09
Int'l Joint Research
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[Presentation] In situ XRD observation of anomalous elastic response of quartz by XFEL2016
Author(s)
T. Sato, T. Sekine, Y. Tange, N. Ozaki, T. Matsuoka, H. Habara, T. Yabuuchi, K. Tanaka, T. Ogawa, R. Kodama, T. Okuchi, Y. Seto, Y. Imubushi, T. Togashi, M. Yabashi
Organizer
The 31st International Congress on High-Speed Imaging and Photonics (ICHSIP31)
Place of Presentation
Osaka, Japan
Year and Date
2016-11-09 – 2016-11-09
Int'l Joint Research
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[Presentation] XFELで見る動的超高圧下の物質変形・相転移2016
Author(s)
尾崎典雅, B. Albertazzi, 松岡健之, N. Hartley, A. Faenov, G. Morard, 羽原英明, M. Harmand, 犬伏雄一, 石川哲也, 片山哲夫, M. Koenig, A. Krygier, 松山智至, E. McBride, 宮西宏併, 奥地拓生 他
Organizer
第57回高圧討論会
Place of Presentation
筑波大学(茨城)
Year and Date
2016-10-26 – 2016-10-26
Int'l Joint Research
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[Presentation] Insulator to electronic conductor transition of synthetic planetary ices at interior conditions of icy giants compressed by laser-driven shock wave2016
Author(s)
Takuo Okuchi, Norimasa Ozaki, Mika Kita, Tsuyoshi Ogawa, Albertazzi Bruno, Kohei Miyanishi, Ryosuke Kodama, Narangoo Purevjav, Takayoshi Sano, Youichi Sakawa
Organizer
Japan Geoscience Union Meeting 2016
Place of Presentation
Chiba, Japan
Year and Date
2016-05-22 – 2016-05-22
Int'l Joint Research
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[Presentation] Generating Surface Plasmon Resonance by interacting Laser with Ag Grating2016
Author(s)
T. Otsuki, H. Habara, S. Noma, Y. Yoshida, Y. Kubota, K. A. Tanaka, N. Ozaki, R. Hazama, K. Tanaka, T.Nishikawa, Y. Matsumura, O. M. Ricard. Arturo, T. Matsuoka, K. Takahashi
Organizer
International Conference on High Energy Density Science 2016 (HEDS2016)
Place of Presentation
Yokohama, Japan
Year and Date
2016-05-20 – 2016-05-20
Int'l Joint Research
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[Presentation] Transition of Molecular Mixture from Molecular Fluid to Ionic Fluid2016
Author(s)
Y. Fujimoto, N. Ozaki, M. Fuyuki, K. kurosawa, T. Okuchi, R. Hazama, T. Sano, K. Miyanishi, M. Koeing, A. Benuzzi-Mounaix, A. Ravasio, R. Bolis, M. Guaruaglini, P. Barroso, K. Mika, Y. Sakawa, R. Kodama
Organizer
International Conference on High Energy Density Science 2016 (HEDS2016)
Place of Presentation
Yokohama, Japan
Year and Date
2016-05-20 – 2016-05-20
Int'l Joint Research
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[Presentation] Laser-shock exploration of phase transformation of silicate system in the high-pressure melt2016
Author(s)
T. Nishikawa, N. Ozaki, T. Sekine, T. Sato, Y. Umeda, T. Sano, K. Miyanishi, B. Albertazzi, M. Koeing, A. Benuzzi-Mounaix, A. Ravasio, R. Bolis, G. Marco, Y. Asaumi, Y. Sakawa and R. Kodama
Organizer
International Conference on High Energy Density Science 2016 (HEDS2016)
Place of Presentation
Yokohama, Japan
Year and Date
2016-05-20 – 2016-05-20
Int'l Joint Research
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[Presentation] Spectroscopy Observation of Molecular Mixture System under Laser-Driven Shock Compression2016
Author(s)
R. Hazama, N. Ozaki, M. Fuyuki, K. kurosawa, Y. Fujimoto, T. Okuchi, T. Sano, K. Miyanishi, M. Koeing, A. Benuzzi-Mounaix, A. Ravasio, R. Bolis, G. Marco, P. Barroso, K. Mika, Y. Sakawa, R. Kodama
Organizer
International Conference on High Energy Density Science 2016 (HEDS2016)
Place of Presentation
Yokohama, Japan
Year and Date
2016-05-20 – 2016-05-20
Int'l Joint Research
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[Presentation] Indirect monitoring shock waves generation stability during visible laser pump and XFEL probe in high energy density physics experiments2016
Author(s)
T. A. Pikuz, A. Ya. Faenov, N. J. Hartley, B. Albertazzi, N. Ozaki, T. Matsuka, K. Takahashi, H. Habara, Y. Tange, S. Matsuyama, Y. Sano, K. Yamauchi, Y. Kubota, Y. Fujimoto, Y. Matsumura, T. Nishikawa, S. Noma, R. Ochante, T. Ogawa, Y. Yoshida, O. Sakata, Y. Umeda, T. Sekine, et al.
Organizer
International Conference on High Energy Density Science 2016 (HEDS2016)
Place of Presentation
Yokohama, Japan
Year and Date
2016-05-20 – 2016-05-20
Int'l Joint Research
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[Presentation] Experimental System Developments for in situ Observation of Laser-Shock Compression Dynamics using the High Power Laser and SACLA-XFEL2016
Author(s)
K. Takahashi, N. Ozaki, T. Matsuoka, K. Sueda, K. Miyanishi, N. Hartley, B. Albertazzi, H. Habara, A. Faenov, T. Pikuz, Y. Fujimoto, M. Harmand, R. Hazama, Y. Inubushi, Y. Kubota, Y. Matsumura, S. Matsuyama, G. Morard, T. Nishikawa, S. Noma, R. Ochante, T. Ogawa, T. Okuchi, T. Otsuki, O. Sakata, at a.l.
Organizer
International Conference on High Energy Density Science 2016 (HEDS2016)
Place of Presentation
Yokohama, Japan
Year and Date
2016-05-20 – 2016-05-20
Int'l Joint Research