| 研究課題/領域番号 |
19KK0072
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分14:プラズマ学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
千徳 靖彦 大阪大学, レーザー科学研究所, 教授 (10322653)
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| 研究分担者 |
城崎 知至 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 教授 (10397680)
岩田 夏弥 大阪大学, 高等共創研究院, 准教授 (70814086)
佐野 孝好 大阪大学, レーザー科学研究所, 准教授 (80362606)
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| 研究期間 (年度) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2023年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 高エネルギー密度科学 / 高強度レーザープラズマ相互作用 / プラズマ粒子シミュレーション / 高強度レーザー / プラズマ物理 / メゾスケールシミュレーション / プラズマシミュレーション / 高強度レーザー光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
米国・ドイツ・フランス・日本の国際共同研究により、非平衡輻射プラズマ粒子シミュレーションコードPICLSを開発する。研究代表者と各テーマを担当する分担者が相手先機関に直接出向き研究することが、本プロジェクトの中核を成す活動である。そしてPICLSコード開発を加速度的に進める。PICLSコードを活用し、最先端の強い光が作り出す非平衡プラズマの物性研究を学術目的とし、イオン加速・核融合反応・X線輻射・強磁場生成などの機能を引き出す。さらに大学院生・若手研究者を育成することで、PICLSコードの開発・運用を中心にした持続可能な国際ネットワーク環境を整備していくことが本国際共同研究の目的である。
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| 研究成果の概要 |
プラズマは荷電粒子の集合体である。強いレーザー光が作り出す高い密度とエネルギーを持つプラズマは、非平衡状態にあり個々の粒子が電磁波であるレーザー光にどのように応答し、集団的に振る舞うのかを解明することで、粒子加速、X線輻射、核融合などの機能を最大限に引き出すことができる。本研究では、プラズマの集団性の理解に必要なプラズマ粒子シミュレーションコードを国際共同研究で開発した。電磁波と粒子の相互作用だけでなく、粒子間の衝突過程やイオン化過程などの原子過程、さらには加速された荷電粒子からの輻射を組み込むことで、電磁波・家電粒子・光子の間の相互作用で起こる様々な現象の解明に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
「強いレーザー光が物質をどのように加熱し、温度数千万度以上の高エネルギー密度状態のプラズマを形成するのか」という学術的な問いに答えるために、米国・ドイツ・フランスの研究者とともに、プラズマ粒子シミュレーションコードを国際共同開発した。開発したコードを活用し、最先端の強い光が作り出す非平衡プラズマの物性を研究し、レーザーイオン加速・高輝度ガンマ線輻射・電子陽電子対生成などの物理機構を解明した。さらに大学院生・若手研究者を育成し、 コードの開発・運用を中心にした 持続可能な国際ネットワーク環境を構築した。
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