2023 Fiscal Year Annual Research Report
Revealing high intensity laser driven isochoric heating by developing PICLS code in international collaborations
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19KK0072
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
千徳 靖彦 大阪大学, レーザー科学研究所, 教授 (10322653)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
城崎 知至 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (10397680)
岩田 夏弥 大阪大学, 高等共創研究院, 准教授 (70814086)
佐野 孝好 大阪大学, レーザー科学研究所, 准教授 (80362606)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| Keywords | 高強度レーザー / プラズマ粒子シミュレーション / プラズマ物理 / メゾスケールシミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、米国・欧州の研究者と国際共同研究を展開し、最先端レーザー光であるペタワットレーザーによる高エネルギー密度プラズマの形成過程を解明し、粒子加速などの物理の解明を目的とする。高強度レーザーと物質の相互作用に必要な物理モデル等を開発し、プラズマ粒子シミュレーションコードPICLSに組み込むことで、新たな現象を発見した。当該年度は、フランスボルドーで開催された欧州物理学会へ参加し研究成果を発表するとともに、ボルドー大学の共同研究者を訪ね研究成果について議論を行なった。また、高エネルギー密度プラズマの理論研究のワークショップを日本で開催し、米国カリフォルニア大学サンディエゴ校(A. Arefiev教授)、ボルドー大学(E. d’Humires教授)ほか、プロジェクトの共同研究者が集まり成果の共有を行なった。研究成果のうち、電子・陽電子対生成に関する物理モデルの構築とシミュレーション研究の成果は、Physical Review Lettersに発表した。また、米国ローレンスリバモア国立研究所に滞在し、同研究所の世界最大レーザー(NIF-ARC)を使った実験を分担者(岩田)がPIとして実施し、コード検証に必要なデータを取得した。実験データの解析及び理論を構築し、研究成果を論文としてまとめた。本研究により、PICLSコードにはメゾスケール加熱の物理及び、光子衝突による電子・陽電子対生成など新たな物理モデルを組み込むことに成功した。開発したシミュレーションコードを活用し、レーザー核融合の爆縮プラズマの加熱物理の解明を進め、高効率なレーザー核融合の道筋として提示した。研究成果は国際会議のキーノートスピーチとして報告した。また、大学院生をプロジェクト参加させることで、コード開発の知識を習得させ、また、国際共同研究の進め方などを経験させることで、将来の研究者として2名を参加させ支援した。
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