| 研究課題/領域番号 |
16204048
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
プラズマ科学
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
米田 仁紀 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 教授 (00210790)
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| 研究分担者 |
北村 光 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (60335297)
中村 信行 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 助教授 (50361837)
モア リチャード 核融合科学研究所, 連携推進研究センター, 教授 (50321617)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
28,470千円 (直接経費: 21,900千円、間接経費: 6,570千円)
2006年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2005年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2004年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
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| キーワード | ultra-short-pulse laser / warm dense matter / conductivity / equation of states / adiabatic expansion / two fluid region / electron localization / metal-nonmetal transition / equation of state / droplet lens / photonic crystal fiber |
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| 研究概要 |
本研究では、原子間相互作用が強く、中距離秩序性が保たれている固体、液体状態と、原子は励起状態、イオン化状態にあり、原子間力や秩序性が無視できる通常のプラズマの中間状態にあるwarm dense matterと呼ばれる状態について、その物性値を明らかにし、詳細物理モデルを構築することを目的としている。特に、今年度は、従来から多くのデータが存在する水銀を対象に、超短パルスレーザー照射による、高温でのデータ評価と、第一原理的計算から得られる物理モデル、既存の実験データを利用した半経験的な実験式から得られるパラメータモデルを構築することを行った。
超短パルスレーザー照射による高温高圧化での実験では、1ピコ秒以下で金属絶縁体遷移が起きていること、また、プローブ光の反射位相面がその遷移にともない急激にシフトすることが明らかになった。この遷移にともなう反射率の変化は赤外~可視全域にわたるため、超短パルスレーザーのような広帯域光の光遮断スイッチに適している。この機構を元に、フェムト秒レーザー用プラズマデバイスを試作し100fs入力で50fs出力のようなポストパルスカット光学素子を開発した。
一方、理論モデル構築では、Snの状態方程式を、低温側の得られている蒸気圧、潜熱データなどからの外挿により決定する手法を確立し、それを用いた流体コードにより、膨張フロントにおいてシャープな密度とびか存在する密度分布が得られることが明らかになった。現在、この確証を実験的に求めることを行っている。また、Hgについての第一原理的な計算から状態方程式を求める手法では、水銀原子がクラスタを構成していく数を増やしていくことで、励起状態のエネルギーが交差することを明らかにし、その効果を入れたことで、初めて実験データを再現できる水銀の2層流体状態の状態方程式が計算できることを明らかにした。
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