| 研究課題/領域番号 |
20K14439
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分14010:プラズマ科学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
岩田 夏弥 大阪大学, 高等共創研究院, 准教授 (70814086)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | プラズマ物理 / 高強度レーザー / 高エネルギー密度科学 / プラズマ粒子加速 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年のレーザー技術の発展により、圧力が100億気圧に及ぶ高強度の光をピコ秒を超える長時間にわたって物質に照射することが可能となり、従来の理論では説明できない高エネルギー粒子加速が観測されている。ピコ秒領域では、物質が光を吸収し高エネルギー密度のプラズマ状態となった後、光の注入下でプラズマ全体の構造が発展し、粒子加速に影響を及ぼすことが申請者らの研究により明らかになってきた。本研究では、ピコ秒領域での高エネルギー密度プラズマの構造形成と粒子加速を包括的に理解するための理論構築を行う。これにより新領域のプラズマ物理を開拓するとともに、高効率のレーザー駆動粒子加速など応用研究の発展にも貢献する。
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| 研究成果の概要 |
近年、ペタワット級出力の高強度レーザーにより生成されるプラズマの研究が世界的に進められている。本研究では、レーザー光照射下で起こるミクロな光吸収・電子加速過程から、イオンを含めたプラズマ全体のマクロな運動までの統合的理解を目指した理論・シミュレーション研究を行った。ピコ秒を超える光照射下では、電子運動の統計的性質と自己生成電磁場の発展によって、イオンの最大エネルギーとレーザー光から高速イオンへのエネルギー変換率が高くなることを解明した。本成果は光量子ビーム生成や制御核融合などの応用技術につながる知見を提供するものである。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果は、「高強度の光からのエネルギー注入がある系で、プラズマがどのような定常状態へと構造発展するのか」という学術的問いに答えるものであり、非平衡開放系としてのプラズマの物理の一端を解明したという学術的意義がある。また、本研究で得られた知見は、レーザー生成プラズマを利用した光量子ビーム源とプラズマ計測や非破壊検査、医療への応用、さらには制御核融合の実現など様々な技術発展の基礎として、社会に貢献するものである。
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