重イオンの低主量子数束縛電子に対する極相対論的光電離の研究

• 研究課題/領域番号: 15K05236
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 (2016-2017); 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2015)
• 研究代表者: 近藤 公伯 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, 部長(定常) (80225614)
• 連携研究者: 西内 満美子 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 (70391315) ; 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) ; 榊 泰直 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 (00354746) ; 小倉 浩一 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, 主幹研究員 (30354971) ; 匂坂 明人 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, 主幹研究員 (20354970) ; 森 道昭 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 (10323271)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 極相対論的光イオン化 / トンネル電離 / パワーレーザー / 極相対論的光電場 / 重イオン / 極相対論的光電離 / 極相対論的光電磁場 / 多価重イオン / 光電離 / 磁場の影響

研究成果の概要

本研究では、まず、研究代表者が所属する量研関西研のパワーレーザーJ-KARENの高度化を完了し、1e22 W/cm2の集光強度を達成することができた。この強度下での原子のイオン化は従来のトンネル電離とは異なることが予測されており、引き続いてイオン化の実験を行う予定であったが、実際にはレーザー高度化に時間を要することになり、実験は薄膜ターゲット照射を実行するところまでに留まった。ターゲット照射による多価イオン発生の研究に関しては、残念ながらデータ解析を行っている状況にあり、まだ十分な結論に至ることはできていない。

研究成果

• [雑誌論文] The J-KAREN-P facility laser performance status (2018)
  • 著者名/発表者名: H. Kiriyama, K. Kondo（末尾）, 他16名
  • 雑誌名: The Review of Laser Engineering 巻: 46 ページ: 134-137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion acceleration experiment with the high intensity, high contrast J-KAREN-P laser system (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Nishiuchi, K. Kondo（末尾）, 他12名
  • 雑誌名: The Review of Laser Engineering 巻: 46 ページ: 145-147
  • NAID: 130007957819
• [雑誌論文] Scintillator-based transverse proton beam profiler for laser-plasma ion sources (2017)
  • 著者名/発表者名: Dover N. P.、Nishiuchi M.、Sakaki H.、Alkhimova M. A.、Faenov A. Ya.、Fukuda Y.、Kiriyama H.、Kon A.、Kondo K.、Nishitani K.、Ogura K.、Pikuz T. A.、Pirozhkov A. S.、Sagisaka A.、Kando M.、Kondo K.
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 88 号: 7 ページ: 073304-073304
  • DOI: 10.1063/1.4994732
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Approaching the diffraction-limited, bandwidth-limited Petawatt (2017)
  • 著者名/発表者名: Pirozhkov Alexander S.、Fukuda Yuji、Nishiuchi Mamiko、Kiriyama Hiromitsu、Sagisaka Akito、Ogura Koichi、Mori Michiaki、Kishimoto Maki、Sakaki Hironao、Dover Nicholas P.、Kondo Kotaro、Nakanii Nobuhiko、Huang Kai、Kanasaki Masato、Kondo Kiminori、Kando Masaki
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 25 号: 17 ページ: 20486-20501
  • DOI: 10.1364/oe.25.020486
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Power laser facilities in Kansai Photon Science Institute (2017)
  • 著者名/発表者名: W. Utsumi, K. Kondo, M. Kando, M. Nishikino, R. Itakura, and H. Kiriyama
  • 雑誌名: Quantum Beam Sci. 巻: 1 号: 1 ページ: 1-12
  • DOI: 10.3390/qubs1010007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Burst intensification by singularity emitting radiation in multi-stream flows (2017)
  • 著者名/発表者名: Pirozhkov A. S.、Esirkepov T. Zh.、Pikuz T. A.、Faenov A. Ya.、Ogura K.、Hayashi Y.、Kotaki H.、Ragozin E. N.、Neely D.、Kiriyama H.、Koga J. K.、Fukuda Y.、Sagisaka A.、Nishikino M.、Imazono T.、Hasegawa N.、Kawachi T.、Bolton P. R.、Daido H.、Kato Y.、Kondo K.、Bulanov S. V.、Kando M.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 17968-17968
  • DOI: 10.1038/s41598-017-17498-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Characterization of micron-size hydrogen clusters using Mie scattering (2017)
  • 著者名/発表者名: Jinno S.、Tanaka H.、Matsui R.、Kanasaki M.、Sakaki H.、Kando M.、Kondo K.、Sugiyama A.、Uesaka M.、Kishimoto Y.、Fukuda Y.
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 25 号: 16 ページ: 18774-18783
  • DOI: 10.1364/oe.25.018774
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Numerical modelling of the cluster targets for their optimization in femtosecond-laser-cluster-driven experiments (2017)
  • 著者名/発表者名: A.S. Boldarev, A.Y. Faenov, Y. Fukuda, S. Jinno, T.A. Pikuz, M. Kando, K. Kondo, R. Kodama
  • 雑誌名: Laser and Particle Beams 巻: 35 号: 3 ページ: 397-408
  • DOI: 10.1017/s0263034617000350
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] X-ray spectroscopy of super-intense laser-produced plasmas for the study of nonlinear processes. Comparison with PIC simulations (2017)
  • 著者名/発表者名: E.Dalimier, A.Ya.Faenov, E.Oks, P.Angelo, T.A.Pikuz, Y.Fukuda, A.Andreev, J.Koga, H.Sakaki, H.Kotaki, A.Pirozhkov, Y.Hayashi, I.Yu.Skobelev, S.A.Pikuz, T.Kawachi, M.Kando, K.Kondo, A.Zhidkov, E.Tubman, N.M.H.Butler, R.J.Dance, M.A.Alkhimova, N.Booth, J.Green, C.Gregory, P.McKenna, N.Woolsey, R.Kodama
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conf. Series 巻: 810 ページ: 012004-012004
  • DOI: 10.1088/1742-6596/810/1/012004
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Boosting laser-ion acceleration with multi-picosecond pulses (2017)
  • 著者名/発表者名: Akifumi Yogo, Kiminori Kondo, et al.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: ７ ページ: 42451-42451
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of Stable Seed Pulses for Optically Synchronized Optical Parametric Chirped-Pulse Amplifier Pumping (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Miyasaka, Hiromitsu Kiriyama, Maki Kishimoto, Michiaki Mori, Masaki Kando, Kiminori Kondo
  • 雑誌名: レーザー研究 巻: 45 ページ: 108-111
  • NAID: 130007957349
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Towards a novel laser-driven method of exotic nuclei extraction－acceleration for fundamental physics and technology (2016)
  • 著者名/発表者名: 西内満美子、榊泰直、近藤公伯、その他
  • 雑誌名: PLASMA PHYSICS REPORTS 巻: 42 ページ: 327-337
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] High-dynamic-range cross-correlator for shot-to-shot measurement of temporal contrast (2016)
  • 著者名/発表者名: 今 亮, 西内 満美子, 桐山 博光, 小倉 浩一, 森 道昭, 榊 泰直, 神門 正城, 近藤 公伯
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 717 ページ: 012103-012103
  • NAID: 210000147337
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Relativistically Strong Electromagnetic Radiation in a Plasma (2016)
  • 著者名/発表者名: ブラノフ セルゲイ, エシロケポフ ティムル, 神門 正城, 桐山 博光, 近藤 公伯
  • 雑誌名: JETP 巻: 122 ページ: 426-433
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] X-ray spectral diagnostics of laser harmonic generation in the interaction of relativistic femtosecond laser pulses with clusters (2016)
  • 著者名/発表者名: A.Ya. Faenov, 近藤公伯、その他
  • 雑誌名: Quantum Electronics 巻: 46 ページ: 338-341
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ultrahigh-contrast kilojoule-class petawatt LFEX laser using a plasma mirror (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasunobu Arikawa, Kiminori Kondo, et al.
  • 雑誌名: Applied Optics 巻: 55 ページ: 6850-6857
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Simple synchronization technique of a mode-locked laser for Laser-Compton scattering Gamma-ray source (2016)
  • 著者名/発表者名: Michiaki Mori, Atsushi Kosuge, Hiromitsu Kiriyama, Ryoichi Hajima, Kiminori Kondo
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 87 ページ: 063307-063307
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Relativistically Strong Electromagnetic Radiation in a Plasma (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Bulanov, T. Esirkepov, M. Kando, H. Kiriyama, K. Kondo
  • 雑誌名: JETP 巻: 122 号: 3 ページ: 427-434
  • DOI: 10.1134/s1063776116030146
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Stochastic regimes in the driven oscillator with a step-like nonlinearity (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Bulanov, A. Yogo, T. Esirkepov, J. Koga, S. Bulanov, K. Kondo, and M. Kando
  • 雑誌名: Phys. Plasmas 巻: 22 号: 6 ページ: 063108-063108
  • DOI: 10.1063/1.4922679
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] ハイパワーレーザーによる高エネルギー密度科学１ 学術応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 近藤公伯
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第38回年次大会
  • 招待講演
• [学会発表] Development of the laser driven ion injector for the new generation heavy ion cancer therapy (2018)
  • 著者名/発表者名: K. Kondo
  • 学会等名: AFAD 2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Laser driven injector for a new generation heavy ion cancer therapy machine in Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Kondo, 他8名
  • 学会等名: Topical Problem of Biophotonics 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] J-KARENレーザー実験の高度化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 近藤公伯
  • 学会等名: 第58回「けいはんな光・医療産業バレー研究会」
  • 発表場所: 関西光科学研究所、京都府木津川市
  • 年月日: 2016-03-25
  • 招待講演
• [学会発表] 超高強度レーザーとその応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 近藤公伯
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第91回定時総会講演会
  • 発表場所: 大阪電気通信大学 寝屋川キャンパス、大阪府寝屋川市
  • 年月日: 2016-03-11
  • 招待講演
• [学会発表] Laser driven heavy ion acceleration and its application (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Kondo
  • 学会等名: ASULA Grand Seminar/Symposium 2016
  • 発表場所: Osaka University, Suita, Osaka
  • 年月日: 2016-01-05
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] J-KAREN-Pによる未踏の超高強度場への挑戦 (2016)
  • 著者名/発表者名: 桐山博光、近藤公伯、その他
  • 学会等名: 光・量子ビーム科学合同シンポジウム 2016
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター 豊中市 大阪府
  • 招待講演
• [学会発表] Research on Laser Acceleration and Coherent X-ray Generation using J-KAREN-P laser (2016)
  • 著者名/発表者名: 神門正城、近藤公伯、その他
  • 学会等名: The 15th International Conference on X-Ray Lasers
  • 発表場所: 奈良春日野国際フォーラム 奈良市 奈良県
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Required Laser Properties for Efficient High-Order Harmonic Generation from Relativistic Electron Spikes (2016)
  • 著者名/発表者名: ピロジコフ アレキサンダー、近藤公伯、その他
  • 学会等名: The Optics & Photonics International Congress OPIC-2016, International Conference on High-Energy Density Sciences HEDS-2016
  • 発表場所: パシフィコ横浜 横浜市 神奈川県
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] High-order harmonic generation by relativistic plasma singularities (2016)
  • 著者名/発表者名: ピロジコフ アレキサンダー、近藤公伯、その他
  • 学会等名: The 15th International Conference on X-Ray Lasers
  • 発表場所: 奈良春日野国際フォーラム 奈良市 奈良県
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Recent progress on the J-KAREN laser upgrade (2016)
  • 著者名/発表者名: 桐山博光、近藤公伯、その他
  • 学会等名: APLS2016
  • 発表場所: 済州島、韓国
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Laser Acceleration Studies in KPSI (2016)
  • 著者名/発表者名: 近藤 公伯, 神門 正城, 西内 満美子, 桐山 博光, 白井 敏之, 野田 耕司, 内海 渉
  • 学会等名: Nuclear Photonics 2016
  • 発表場所: モントレー、USA
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 関西光科学研究所における高強度レーザー開発と学術および医療・産業応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 近藤公伯
  • 学会等名: JPC関西研見学会＆講演会
  • 発表場所: 関西光科学研究所、京都府木津川市
  • 年月日: 2015-12-16
  • 招待講演
• [学会発表] 極相対論的光電磁場の利用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 近藤公伯
  • 学会等名: レーザー学会第482回「短波長量子ビーム発生と応用」
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス、広島県東広島市
  • 年月日: 2015-12-02
  • 招待講演
• [学会発表] J-KARENレーザーのアップグレードとプラズマ科学研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 近藤公伯
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会 シンポジウム：高強度ペタワットレーザーとX線自由電子レーザーを活用したプラズマ科学の展望
  • 発表場所: 関西大学、大阪府吹田市
  • 年月日: 2015-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] High Field Science with PW Class High Peak Power Laser (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Kondo
  • 学会等名: LPHYS'15
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2015-08-21
  • 国際学会 / 招待講演