研究課題
挑戦的研究(萌芽)
ブラックホールから放射があれば、ブラックホールは最終的に蒸発して無くなってしまうと考えられている。しかし、これを宇宙で直接観測することは難しく、実証困難であった。本研究では、超高強度レーザーを用い、プラズマ中に大振幅の波を励起し、プラズマの密度を変化させることで、この波を加速し、ブラックホールの重力を模擬する。シミュレーションを用いた加速条件の最適化と超高強度レーザーを用いた原理実証を行う。
ブラックホールから放射があれば、ブラックホールは最終的に蒸発して無くなってしまうと考えられている。しかし、これを宇宙で直接観測することは難しく、実証困難であった。超高強度レーザーにより励起される航跡場(電子プラズマ波)を、プラズマの密度勾配を用いて加速し、加速ミラーとしてブラックホールの地平線を模擬する実験が提案されている。本研究では、数値シミュレーションを用いた航跡場の加速条件の最適化と、超高強度レーザーを用いた航跡場の時空間発展を捉える計測器の開発、特に分光計測に空間分解を持たせ、プラズマの局所計測を行った。また、時間分解計測についても光学シャッターを用いた計測器の開発を進めた。
ブラックホール蒸発は、量子ゆらぎに基づくブラックホールからの放射、いわゆるホーキング放射により起こると考えられている。これを、超高強度レーザーを用いて模擬する大胆な実験が提案されている。この非常に挑戦的で、レーザーの技術とその関連分野を押し広げるプロジェクトに日本から参加し、主要な要素について主導的な役割を果たすことは、日本のレーザー、プラズマ、および宇宙に関連する全ての分野にとって極めて重要である。また、レーザー宇宙物理としてレーザーを用いて宇宙の様々な現象を研究してきたが、重力は未踏領域であった。本研究により、重力場まで研究領域を拡張し、新領域を開拓するための基礎を築けた。
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すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (29件) (うち国際共著 21件、 査読あり 28件、 オープンアクセス 17件) 学会発表 (117件) (うち国際学会 51件、 招待講演 13件)
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