2016 Fiscal Year Research-status Report
kT級磁場下における超高強度レーザーと高エネルギー密度プラズマとの相互作用の物理
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15K17798
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
畑 昌育 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 特任研究員 (60712429)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | レーザープラズマ相互作用 / 超高強度レーザー / 強磁場 / 電磁粒子シミュレーション / 電子輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，サブキロテスラから数十キロテスラの外部磁場印加下における超高強度レーザーと高エネルギー密度プラズマとの相互作用の磁場に依存したドラスティックな変化を特徴的な現象ごとに分けて系統的に研究を進めることで，その物理を明らかにすることを目的としている．
当該年度は，キロテスラから数十キロテスラ程度までの磁場強度を想定し，高強度レーザーと高エネルギー密度プラズマとの相互作用の二次元電磁粒子シミュレーションに取り組んだ．ターゲットにはレーザーのプレパルスにより生成される長尺低密度プラズマを前面に付けたターゲットを想定しシミュレーションを行った．その結果，長尺低密度プラズマ存在下における数キロテスラの磁場による電子ビームガイド効果を確認した．加えて，低密度プラズマ中に形成されるレーザーフィラメントが磁場に沿って比較的真っ直ぐ成長することをみた．同時にフィラメント内部では印加している外部磁場が排斥され弱められ，そしてフィラメント周辺部では排斥された磁場が集まることで強められることを明らかにした．本研究の成果は，これまで電子ビームの発散角を広げる原因であった長尺低密度プラズマが存在したとしても，外部磁場を使うことにより電子ビームを効率よくガイドできるという点で意義がある．
さらに数十キロテスラ程度の磁場をかけた場合のシミュレーションも実施し，比較的低強度のレーザーの場合には理論通りホイッスラー波として高密度プラズマ中に伝播することを確認した．これについては最終年度に引き続き研究を進める予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度の研究計画変更に伴い，当該年度の計画も若干の修正が行われているが，当該年度は全体計画の３割強を進めることができ，おおむね順調に進展していると言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は更に強い磁場，すなわち数十キロテスラからそれを超える磁場をかけた場合の超高強度レーザープラズマと高エネルギー密度プラズマとの相互作用の研究に着手する．既に予備的な研究は実施しており，興味深い結果が得られているため，その研究に着手する予定である．また最終年度であるため，これまで得られた成果をまとめ発表を随時行っていくことを計画している．
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| Causes of Carryover |
残額が半端な額となってしまい有効に使うことができなかったため，次年度使用額が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は，ノートパソコンの購入，学会への参加および発表，論文校閲および投稿のいずれかに当てる予定である．
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