研究課題
基盤研究(B)
SACLAのXFELと同期する大強度レーザー（0.6TW）を約2μmまで集光することにより生成した5×10^18 W/cm^2の高強度電磁場（磁場にして15,000T相当）を用いて真空を励起し、マクロな屈折率変化をXFELをプローブとして探索した。これは従来数テスラ程度の磁石を用いて行われてきた実験とは全く異なる手法である。2019年のビームタイムにおいて、高強度レーザーを波面補償光学系を用いて回折限界近くまで集光し、Si製ビームシェイパーを用いて角度発散の増加を抑制しながらXFELを集光したプロトタイプ実験を行い、真空回折実験として量子電磁力学の予想にあと18桁まで迫る世界初の結果を得た。
本研究は、LHC実験におけるヒッグス粒子の発見が単なる新粒子の発見ではなく真空の内部に潜むスカラー場を初めて実証したものであることに着目し、高強度電磁場によって真空を励起することにより真空内部を探るものである。同様の実験は従来、磁石を用いて行われてきたが、本研究では近年発達が目覚ましい大強度レーザーを用いるこで磁石よりはるかに協力な電磁場を発生させ、それと同期する高輝度X線自由電子レーザー（XFEL）という小さな構造を探るのに適したプローブを用いる全く新たな実験手法を確立した。これは今後SACLAの500TWレーザーや世界の大強度レーザー施設における同種の実験への先鞭をつける成果である。
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すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)
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