2022 Fiscal Year Annual Research Report
Model experiment of black hole evaporation with ultra intense laser
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19K21865
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Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
蔵満 康浩 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (70456929)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 祐仁 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, 上席研究員 (30311327)
神門 正城 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, 次長 (50343942)
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Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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Keywords | 高強度レーザー / 航跡場 / プラズマミラー / ブラックホール / ホーキング放射 |
Outline of Annual Research Achievements |
ブラックホールから放射があれば、ブラックホールは最終的に蒸発して無くなってしまうと考えられている。しかし、これを宇宙で直接観測することは難しく、実証困難であった。超高強度レーザーにより励起される航跡場(電子プラズマ波)を、プラズマの密度勾配を用いて加速し、加速ミラーとしてブラックホールの地平線を模擬する実験が提案されている。本研究では、数値シミュレーションを用いた航跡場の加速条件の最適化と超高強度レーザーを用いた原理実証を目的とする。理論的には、プラズマの密度とレーザー強度により航跡場の位相速度が決定されるが、超高強度レーザーを用いるとプラズマの状態が著しく変化し、レーザーにも反作用として働き、レーザーパルスそのものも時間空間的に変化する。非一様プラズマ中の超高強度レーザーによる航跡場の加速を、数値シミュレーションにより最適化し、実験的に実証する。 2022年度も引き続きコロナの影響で台湾への渡航が制限されていたが、2023年に入りようやく隔離規制が緩和された。台湾での検証実験はスケジュール的に難しかったが、数値計算とオンラインでの議論を続け、我々の計算結果をもとに、これまでと逆のダウンスロープの密度勾配で航跡場を加速する方向で、実験提案がまとまっている。実験としては、国内最高強度のJ-KARENレーザーを用い、航跡場の時空間発展を捉える計測器の開発実験、特に分光計測に空間分解を持たせ、プラズマと磁場の局所計測を行った。また、時間分解計測についても光学シャッターを用いた計測器の開発を進めた。得られた成果の発表を、2022年度の終わりにようやく台湾現地で行い、活発な議論と更なる共同研究の発展を確認し合った。
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[Journal Article] Direct observations of pure electron outflow in magnetic reconnection2022
Author(s)
Sakai K.、Moritaka T.、Morita T.、Tomita K.、Minami T.、Nishimoto T.、Egashira S.、Ota M.、Sakawa Y.、Ozaki N.、Kodama R.、Kojima T.、Takezaki T.、Yamazaki R.、Tanaka S. J.、Aihara K.、Koenig M.、Albertazzi B.、Mabey P.、Woolsey N.、Matsukiyo S.、Takabe H.、Hoshino M.、Kuramitsu Y.
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 12
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] 多段シンチレータを用いた多核種GeVイオン計測器の開発 -レーザーイオン加速実験における活用とその展望-2022
Author(s)
南卓海, 時安敦史, 郡英輝, 安部勇輝, 岩崎滉, 田口智也, 小田和昌, 鈴木蒼一郎, 浅井孝文, 境健太郎, 姫野公輔, 田中周太, 諌山翔伍, 金崎真聡, 小平聡, 福田祐仁, 蔵満康浩
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Journal Title
ESI-NEWS
Volume: 40
Pages: -
Peer Reviewed
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[Presentation] A scintillator pixel array for real-time spectroscopy of GeV-scale and multi-species ions produced in laser-plasma experiments2022
Author(s)
T. Minami, Y. Abe, K. Iwasaki, T. Taguchi, K. Oda, S. Suzuki, T. Asai, S. J. Tanaka, M. Kanasaki, S. Kodaira, Y. Fukuda, A. Tokiyasu, H. Kohri, and Y. Kuramitsu
Organizer
The 24th Topical Conference on High-Temperature Plasma Diagnostics (HTPD2022)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Predictive capability of material screening by fast neutron activation analysis using laser-driven neutron sources2022
Author(s)
Y. Abe, A. Nakao, Y. Arikawa, A. Morace, T. Mori, Z. Lan, T. Wei, S. Asano, T. Minami, Y. Kuramitsu, H. Habara, H. Shiraga, S. Fujioka, M. Nakai, and A. Yogo
Organizer
The 24th Topical Conference on High-Temperature Plasma Diagnostics (HTPD2022)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Local measurements of laser-driven electron-scale magnetic reconnection2022
Author(s)
K. Sakai, T. Moritaka, T. Morita, K. Tomita, T. Minami, S. Egashira, M. Ota,Y. Sakawa, T. Takezaki, R. Yamazaki, S. J. Tanaka, M. Koenig , B. Albertazzi, P.Mabey, N. Woolsey, S. Matsukiyo, H. Takabe, M.Hoshino, Y. Kuramitsu
Organizer
13th International Conference on High Energy Density Laboratory Astrophysics (HEDLA 2022)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Automation of Etch Pit Analyses on Solid-State Nuclear Track Detectors with Machine Learning2022
Author(s)
T.Taguchi, T.Hihara, T.Asai, T.Minami, K.Sakai, A.Yogo, Y.Arikawa, W.Y.Woon, S.Kodaira, T.Yamauchi, M.Kanasaki, Y.Fukuda, Y.Kuramitsu
Organizer
13th International Conference on High Energy Density Laboratory Astrophysics (HEDLA 2022)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Laser-driven collisionless electrostatic shock generation in a multicomponent-ion plasma2022
Author(s)
Y. Sakawa, Ohira, R. Kumar, A. Morace, L. N. K. D¨ohl, N. Woolsey, H.Ishihara, O. Kuramoto, M. Ota, S. Egashira, T. Minami, K. Sakai, Y. Abe, Y.Kuramitsu, T. Morita, M. Kanasaki, S. Jinno, T. Pikuz, Y. Fukuda
Organizer
13th International Conference on High Energy Density Laboratory Astrophysics (HEDLA 2022)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Experimental observation of induced Compton scattering in laser produced plasmas2022
Author(s)
S. J. Tanaka, Y. Kuramitsu, M. S. Habibi, D.-W. Lin, H.-E. Chen, T.-H. Huang,T.-Y. Huang, N. Bolouki, S. Isayama, Y.-L. Liu, H.-H. Chu, J. Wang, Y. Fukuda
Organizer
13th International Conference on High Energy Density Laboratory Astrophysics (HEDLA 2022)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Laser ion acceleration with a large-area suspended graphene target from sub-relativistic to relativistic intensities2022
Author(s)
T.Minami, Y.T.Liao, K.Sakai, L. N. K. Dohl, Y.Abe, H.Kiriyama, Ko.Kondo, Y.Arikawa, A.Yogo, Y.Sakawa, A.Morace, S.Egashira, M.Ota, T.Asai, M.Kanasaki, Y.Fukuda, H.Habara, W.Y.Woon, Y.Kuramitsu
Organizer
13th International Conference on High Energy Density Laboratory Astrophysics (HEDLA 2022)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Gekko XII High Power Laser Experiment and Numerical Simulation on Developing Supercritical Magnetized Shock2022
Author(s)
S. Matsukiyo, R. Yamazaki, T. Morita, K. Tomita, Y. Kuramitsu, T. Sano, S. J.Tanaka, T. Takezaki, S. Isayama, M. Edamoto, S. Tomita, M. Ota, S. Egashira,T. Minami, K. Sakai, M. Iwamoto, N. Ozaki and Y. Sakawa
Organizer
The 20th International Congress on Plasma Physics (ICPP 2022)
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] 水素クラスターターゲットと高強度レーザーとの相互作用による準単色multi-MeV陽子線の繰り返し発生2022
Author(s)
浅井孝文, 鍛治賢志, 田邉寛之, 井上千裕, 望月政一郎, 南卓海, 境健太郎, 姫野公輔, 田口智也, 小田和昌, 鈴木蒼一朗, 安部勇輝, 郡英輝, 時安敦史, 田中周太, Tatiana Pikuz , 北川暢子, 森島邦博, 小平聡, 今亮, Kai Huang , 中新信彦, 近藤康太郎, 神門正城, 真柴雄司, 宮坂泰弘, 小倉浩一, 匂坂明人, 桐山博光, 山内知也, 蔵満康浩et al.
Organizer
日本物理学会2022年秋季大会
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[Presentation] アルゴンクラスターのクーロン爆発電場による背景ガスプロトンの加速2022
Author(s)
井上千裕, 浅井孝文, 鍛治賢志, 田邉寛之, 望月政一郎, 南卓海, 境健太郎, 姫野公輔, 田口智也, 小田和昌, 鈴木蒼一朗, 安部勇輝, 郡英輝, 時安敦史, 田中周太, Tatiana Pikuz , 北川暢子, 森島邦博, 小平聡, 今亮, Kai Huang , 中新信彦, 近藤康太郎, 神門正城, 真柴雄司, 宮坂泰弘, 小倉浩一, 匂坂明人, 桐山博光, 山内知也, 蔵満康浩et al.
Organizer
日本物理学会2022年秋季大会
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[Presentation] kJ級ピコ秒レーザーの直接照射によるlarge-area suspended graphene target を用いたイオン加速2022
Author(s)
南卓海, 鈴木蒼一郎, 境健太郎, K. T. Wu , Y. T. Liao , L. N. K. Dohl , 有川安信, 余語覚文, A. Morace , 安部勇輝, 金崎真聡, 福田祐仁, 羽原英明, N.Woolsey , W. Y. Woon , 蔵満康浩
Organizer
日本物理学会2022年秋季大会
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[Presentation] レーザープラズマ中の磁気リコネクションにおける磁気拡散領域の詳細計測と磁場構造変化の検証2022
Author(s)
森田太智, 前之園凱夫, 村本裕耶, 松清修一, 諌山翔伍, 東力也, 高橋健太, 有川安信, 坂和洋一, 江頭俊輔, 前田亘佑, 竹崎太智, 小口拓哉, 富田健太郎, Yiming Pan , 山崎了, 田中周太, 佐藤雄飛, 塩田珠里, 蔵満康浩, 境健太郎
Organizer
日本物理学会2022年秋季大会
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[Presentation] 多層シンチレーション検出器を用いた単一粒子計数法によるGeV級イオンの質量分解エネルギー計測法の開発2022
Author(s)
小田和昌, 南卓海, 時安敦史, 郡英輝, 安部勇輝, 岩崎滉, 田口智也, 浅井孝文, 金崎真聡, 小平聡, 田中周太, 福田祐仁, 蔵満康浩
Organizer
日本物理学会2022年秋季大会
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[Presentation] 波形整形ビームを用いた中実球圧縮における流体不安定性の影響2022
Author(s)
瀧澤龍之介, 長友英夫, 有川安信, 森田大樹, 敦近原, 前川珠貴, 片桐健登, 尾崎典雅, 弘中陽一郎, 重森啓介, 藤域淳平, 安部勇輝, 羽原英明, 蔵満康浩, 城崎知至, 坂上仁志, 中井光男, 白神宏之, 兒玉了祐, 千徳靖彦, 藤岡慎介
Organizer
日本物理学会2022年秋季大会
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[Presentation] 磁化プラズマ衝撃波の長時間発展の大型レーザー実験2022
Author(s)
東 力也, 松清 修一, 諌山 翔伍, 山崎 了, 森田 太智, 竹崎 太智, 富田 健太郎, 蔵満 康浩, 田中 周大, 佐野 孝好, 坂和 洋一, 高橋 健太, 忍田 昂太郎, 中山 学, 佐藤 弓真, 下岡 光, 馬場 俊輔
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会(SGEPSS) 第152回総会・講演会
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[Presentation] レーザー生成プラズマ中の磁気リコネクションにおける磁気拡散領域の時間・空間 分解計測2022
Author(s)
森田 太智, 松清 修一, 諌山 翔伍, 前之園 凱夫, 村本 裕耶,Yiming Pan, 富田 健太郎, 竹崎 太智, 蔵満 康浩, 境 健太郎, 江頭 俊輔, 東 力也, 高橋 健太, 有川 安信, 前田 亘佑, 坂和 洋一, 小口 拓哉, 山崎 了, 田中 周太, 佐藤 雄飛, 塩田 珠里
Organizer
地球電磁気・地球惑星圏学会(SGEPSS) 第152回総会・講演会
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[Presentation] Local measurements of magnetic reconnection driven by electron dynamics in GEKKO XII laser facility2022
Author(s)
K. Sakai, T. Moritaka, T. Morita, K. Tomita, T. Minami, S. Egashira, M. Ota, Y. Sakawa, N. Ozaki, R. Kodama, T. Takezaki, R. Yamazaki, S. J. Tanaka, M. Koenig, B. Albertazzi, P. Mabey, N. Woolsey, S. Matsukiyo, H. Takabe, M. Hoshino, Y. Kuramitsu
Organizer
プラズマ・核融合学会 第39回年会