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エスカルゴターゲットの高強度レーザー照射による史上最大級磁場の生成

研究課題

研究課題/領域番号 18J11119
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 プラズマ科学
研究機関大阪大学

研究代表者

LAW KingFaiFarley  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード強磁場 / レーザー生成プラズマ / 高エネルギー密度科学 / 実験室宇宙物理 / 磁気リコネクション / プロトンラジオグラフィ / 宇宙X線源 / レーザーイオン加速
研究実績の概要

史上最大級の磁場発生手法の実証を行うために、今年度の研究計画は前年度と異なるレーザー装置を活用し、本研究で使われた磁化プラズマ生成手法のレーザーパラメーター依存性の調査である。
レーザーの出力パルス幅が同じくピコ秒オーダであるレーザー施設では、世界中でも昨年度実験を行ったLFEXの総エネルギーが最大クラスであり、今年度ではドイツの重イオン研究所にあるPHELIX施設で強磁場発生実験を実施した。PHELIX施設では磁場発生に利用できるレーザーエネルギーが前年度の実験の6分の1ほどであり、レーザーエネルギーの依存性を調べるのに適当であると選定した。
前年度でLFEXとOMEGA-EP施設で開発を進めていた陽子偏向法はPHELIX施設で実施した今年度の実験でも磁場強度計測に利用された。陽子ビームの生成では前年度の研究成果による空間パターン改善が功を奏し、磁場の時間分解計測に成功した。約50 Jのレーザーに照射されたエスカルゴターゲットで生成された磁場強度は800 Tほどであり、生成された磁場の最大強度がレーザー総エネルギーの二乗に依存する可能性を示唆する結果となった。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] NRNU MEPhI(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Bordeaux(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ドレスデン工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Lawrence Livermore National Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] NRNU MEPhI(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Bordeaux(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ドレスデン工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Petapascal Pressure Driven by Fast Isochoric Heating with a Multipicosecond Intense Laser Pulse2020

    • 著者名/発表者名
      Matsuo Kazuki、Higashi Naoki、Iwata Natsumi、Sentoku Yasuhiko、Fujioka Shinsuke
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 124 号: 3 ページ: 035001-035001

    • DOI

      10.1103/physrevlett.124.035001

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhanced relativistic electron beams intensity with self-generated resistive magnetic field2020

    • 著者名/発表者名
      Li Huan、Sakata Shohei、Johzaki Tomoyuki、Tang Xiaobin、Matsuo Kazuki、Lee Seungho、Farley Law King Fai、Arikawa Yasunobu、Ochiai Yugo、Liu Chang、Nishibata Jo、Takizawa Ryunosuke、Morita Hiroki、Azechi Hiroshi、YasuhikoSentoku、Fujioka Shinsuke
    • 雑誌名

      High Energy Density Physics

      巻: 36 ページ: 100773-100773

    • DOI

      10.1016/j.hedp.2020.100773

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Electromagnetic field growth triggering super-ponderomotive electron acceleration during multi-picosecond laser-plasma interaction2019

    • 著者名/発表者名
      Kojima Sadaoki、Hata Masayasu、Iwata Natsumi、Sentoku Yasuhiko、Fujioka Shinsuke
    • 雑誌名

      Communications Physics

      巻: 2 号: 1 ページ: 99-99

    • DOI

      10.1038/s42005-019-0197-6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Design of Zeeman spectroscopy experiment with magnetized silicon plasma generated in the laboratory2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Chang、Matsuo Kazuki、Ferri Sandrine、Chung Hyun-Kyung、Lee Seungho、Sakata Shohei、Law King Fai Farley、Morita Hiroki、Pollock Bradley、Moody John、Fujioka Shinsuke
    • 雑誌名

      High Energy Density Physics

      巻: 33 ページ: 100710-100710

    • DOI

      10.1016/j.hedp.2019.100710

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Laser-driven strong magnetostatic fields with applications to charged beam transport and magnetized high energy-density physics2018

    • 著者名/発表者名
      J. J. Santos, M. Bailly-Grandvaux, M. Ehret et al.,
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 25 号: 5 ページ: 056705-056705

    • DOI

      10.1063/1.5018735

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Power-Law Electron Population Observed in Laser-Driven Magnetic Reconnection Experiment Under Relativistic Magnetization2019

    • 著者名/発表者名
      King Fai Farley Law, Shinsuke Fujioka(19名省略)
    • 学会等名
      11th International Conference on Inertial Fusion Science and Applications
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Semirelativistic magnetic reconnection experiment by intense laser for studying emission mechanism in coronae of accreting black holes2019

    • 著者名/発表者名
      King Fai Farley Law
    • 学会等名
      The 6th Workshop on Magnetic Fields in Laboratory High Energy Density Plasmas
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magnetic reconnection experiment by intense laser irradiation of curved target inner surface2019

    • 著者名/発表者名
      King Fai Farley Law
    • 学会等名
      第74回日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Laser-driven magnetic reconnection and particle acceleration by snail-shaped target irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      King Fai Farley Law
    • 学会等名
      61st Annual Meeting of the APS(Division of Plasma Physics)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation of anti-parallel kilo-tesla magnetic field and particle acceleration with laser-driven snail target2018

    • 著者名/発表者名
      King Fai Farley Law
    • 学会等名
      12th International Conference on High Energy Density Laboratory Astrophysics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-thermal particle acceleration through magnetic reconnection in laser-driven curved target2018

    • 著者名/発表者名
      King Fai Farley Law
    • 学会等名
      HZDR&ILE&QST Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 高強度レーザー駆動電流による磁気リコネクション実験2018

    • 著者名/発表者名
      King Fai Farley Law
    • 学会等名
      UJI Reconnection Workshop 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マルチピコ秒ペタワットLFEXレーザーを用いた湾曲ターゲット中の磁気リコネクション現象の研究2018

    • 著者名/発表者名
      King Fai Farley Law
    • 学会等名
      第35回プラズマ・核融合学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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