2019 Fiscal Year Annual Research Report
Probing ultrafast motion of critical surface pushed by multi-pico-second relativistic radiation pressure
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18K13522
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
小島 完興 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 研究員(任常) (40815156)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | レーザープラズマ相互作用 / 高強度レーザー / レーザーホールボーリング / 光圧 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
量子科学技術研究開発機構量子ビーム科学部門関西光科学研究所研究員の小島完興は、大阪大学レーザー科学研究所の藤岡慎介教授らの研究グループ及び、自然科学研究機構核融合科学研究所、広島大学工学研究科、レーザー技術総合研究所、北京物理学研究所の研究者らで構成された国際共同研究チームとともに、従来の研究よりも約10倍長い4ピコ秒にわたって、高強度レーザーをプラズマに照射し続けることにより、レーザーによる電子加速の効率が、従来法と比べて4倍以上向上することを発見しました。この効率向上には、プラズマ中で突発的に発生するキロ・テスラ級の強磁場が関与していることを解明し、突発的な磁場発生が起こる時刻を予測する方程式を導出しました。この方程式を使うことで、高効率に電子を加速するのに必要なレーザーパルス幅(照射時間)を容易に決定することができます。本研究は、レーザー核融合エネルギーの実現に貢献すると共に、小型医療用粒子線加速器などへの応用も期待されます。
本研究成果は、英国物理学誌「Communication Physics誌」に、2019年8月27日(火)18時(日本時間)に公開されました。（S. Kojima et al. Communications Physics 2, 99 (2019)）
また本研究に関連して光・量子ビーム科学合同シンポジウムのベストポスター賞が授与され、大阪大学からはプレスリリース（レーザー装置への負荷を低減しつつレーザー加速を効率化）が2019年10月2日付けで発表されました。
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Research Products
(3 results)
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[Journal Article] Electromagnetic field growth triggering super-ponderomotive electron acceleration during multi-picosecond laser-plasma interaction2019
Author(s)
S. Kojima, M. Hata, N. Iwata, Y. Arikawa, A. Morace, S. Sakata, S.H. Lee, K. Matsuo, K. F. F. Law, H. Morita, Y. Ochiai, A.Yogo, H. Nagatomo, T. Ozaki, T. Johzaki, A. Sunahara, H. Sakagami, Z. Zhang, S. Tosaki, Y. Abe, J. Kawanaka, S. Tokita, M. Nakai, H. Nishimura, H. Shiraga, H. Azechi, Y. Sentoku and S. Fujioka
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Journal Title
Communications Physics
Volume: 2
Pages: 1-12
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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