2018 Fiscal Year Research-status Report
Experimental Verification of Induced Compton Scattering
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17K18270
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| Research Institution | Aoyama Gakuin University |
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Principal Investigator |
田中 周太 青山学院大学, 理工学部, 助教 (50726841)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 誘導コンプトン散乱 / 実験室宇宙物理学 / パルサー / レーザー実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私の主な研究対象はパルサーと呼ばれる天体で、高速で回転している強磁場中性子星と考えられている。現在我々の銀河系内に2700以上観測されるパルサーは、その回転に起因して正確なパルスを発する天体として観測される。中性子星は1934年、わずか中性子発見の2年後に理論的には予言された。当初中性子星は、可視光で輝く恒星に比べて高温高密度でコンパクトな天体であるため、X線星として見つかるとされていた。しかし1967年、パルサーの発見は電波天文学によってなされた。
この事実はパルサー発見依頼の最初にして最大の謎である。中性子星のようなコンパクトな天体から電波を放射するには、非常にコヒーレンスの高い放射機構を考える必要があり、パルサーは天然のレーザー発振器と言える。地上の高強度レーザー実験でパルサー周辺で起こる極限物理現象を検証することが本研究の目的である。
本年度は実験室レーザーを用いた誘導コンプトン散乱に関する論文を執筆投稿した。加えて、国立研究開発法人量子科学技術研究機構 関西光科学研究所の施設共用利用課題にJ-KAREN-Pレーザーと呼ばれるレーザーを用いた誘導コンプトン散乱実験で応募した。実験はレーザー・プラズマの研究者らと共同で行うが、実験に必要な器具を外部資金を獲得して購入した。また、パルサーの研究に関連して、パルサー周りでの相対論磁気流体の乱流による減速に関する論文を執筆し、出版された。
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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
誘導コンプトン散乱の実験室レーザーを用いた研究に関する論文を投稿したが、これまでと違うプラズマ分野での論文で過去の実験結果などの精査に苦労する面があり、まだ受理には至っていない。一昨年度に台湾の国立中央大学のレーザーを用いて行なった初期的な実験を含めて、価値のある論文にしようと考えている。そのために、実験データの解析も進める必要がある。論文を仕上げて、レーザー実験の研究者にも誘導コンプトン散乱の研究を広めることができればと思っている。一方で、レーザー実験分野の国際会議などでも本研究内容を発表する機会を持てたのは有意義であった。応募した本年度の関西光科学研究所の実験はまだ実現していないが、同研究所の研究者とも連携して今後進めて行く予定である。共同研究者らが誘導コンプトン散乱の実験をより良い環境で行えるように、外部資金で実験に必要な器具を購入した。プラズマの反作用や空間分布などを含んだ発展的な数値計算に関して、まだ手をつけられていないのが現状である。宇宙物理分野の研究も並行しており、それに関する新たな論文も現在執筆中で、複数の分野で研究する姿勢を保てている。
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| Strategy for Future Research Activity |
一昨年度に台湾の国立中央大学で行なった実験のデータ解析を進めて、初期成果としての論文を仕上げる。誘導コンプトン散乱により適したセットアップの実験方法を調べる、という理論研究を進める。これまで行なった、もしくは提案した実験は、適切な密度と温度を保ったプラズマにレーザーを集光するというものであった。例えば、対向ビームを用いた誘導コンプトン散乱の実験などを考えて、理論的に得られる結果を予測する。誘導コンプトン散乱はビームの幾何に大きく影響されることが強く示唆されるため、今後の応用にも重要である。
実験研究については、上でも述べたように順調に進んでおり、本年度も続けて大阪大学レーザーエネルギー研究センターの共同利用・共同研究に申請中である。また本年度の関西光科学研究所の施設共用利用にも誘導コンプトン散乱の実験で提案者として応募した。レーザー・プラズマのコミュニティに関わることで新しい実験施設の情報なども得られており、実験研究についてはまだまだ発展の余地がある。これまでの調子で宇宙物理学に軸足を置きつつも、レーザー・プラズマの研究を進めていこうと考えている。
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| Causes of Carryover |
年度末に海外を含む出張が重なり、旅費の調整をしきれなかったので、次年度使用額が生じた。
今年度行う誘導コンプトン散乱の実験を見学に行く際の旅費として補填する予定である。
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