相対論工学による超高強度場科学への接近

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15002013
• 研究機関: 特殊法人日本原子力研究所
• 研究代表者: 田島 俊樹 特殊法人日本原子力研究所, 関西研究所, 所長 (70354967)
• 研究分担者: 山川 考一 特殊法人日本原子力研究所, 関西研究所・光量子科学研究センター, 主任研究員 (40360408) ; ジェームス コーガ 特殊法人日本原子力研究所, 関西研究所・光量子科学研究センター, 副主任研究員 (70370393) ; 神門 正城 特殊法人日本原子力研究所, 関西研究所・光量子科学研究センター, 研究員 (50343942) ; 大道 博行 特殊法人日本原子力研究所, 関西研究所・光量子科学研究センター, 主任研究員 (70144532) ; 中島 一久 大学共同利用機関法人, 高エネルギー加速器研究機構, 助教授 (80164177)
• キーワード: 相対論工学 / 高強度レーザー / 航跡場 / X線発生 / 電子発生

研究概要

本研究の第2年度に入り、科研費による雇用研究者の陣容もようやく計画の75%まで本年度に整った。残りは次年度に調達する見込みである。第2年度の主なる研究実績は
(1)相対論工学の手法の理念的理解をより深く進展させたこと;
(2)その実験的検証のための条件としてレーザーの制御性の向上の研究とそのいくつかの点での達成を行ったこと;
(3)航跡場励起の実験の準備とその予備的実験を行ったこと;
(4)航跡場生成やそれにかかわる高強度場測定の技術の展開のための研究をすすめたこと;
(5)国際チーム(IET)による実験キャンペーンを行うなかで、高強度レーザー調整についての研究からいくつかの経験・知見・アドバイスを得、レーザーの諸点についての改善を行い、第3年度の実験に備える体制をとったことである。
以上の研究を通じ、レーザー波面の調整の向上で、レーザ集光がスムーズになり強度の4倍増が達成された。また、航跡場による相対論的鏡としての相対論工学の手法に加えて、高強度短パルスX線発生や電子発生の過程という新しい相対論工学の手法を発見するに至り、今その詳細を検討中である。また、当プロジェクトが主張した相対論工学の理念は、当プロジェクトのIET (international experimental taskforce) のアドバイザーボード主席の研究所でもその方法が取り上げられて研究が始まるとか、当所が中心的役割を果たしている高強度レーザーに関する日中韓三国協力の中でもこの方法が取り上げられるなど、研究の輪が国際的に広がりを見せてきている。

研究成果

• [雑誌論文] Electron acceleration by a nonlinear wakefield generated by ultrashort 23-fs high-peak-power laser pulses in plasma (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Kando, S.Masuda, A.Zhidkov, A.Yamazaki, H.Kotaki, S.Kondo, T.Homma, S.Kanazawa, K.Nakajima, et al.
  • 雑誌名: Physical Review E71 ページ: 015403(R)
• [雑誌論文] Supression of electron scattering by the longitudinal components of tightly focused laser fields (2005)
  • 著者名/発表者名: S.Masuda, M.Kando, H.Kotaki, K.Nakajima
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 12 ページ: 013102
• [雑誌論文] Measurement of 2/-n/' x-ray transitions from ~ 1 mm Kr clusters irradiated by high-intensity femtosecond laser pulses (2005)
  • 著者名/発表者名: S.B.Hansen, K.B.Fournier, A.Ya.Faenov, A.I.Magunov, T.A.Pikuz, I.Yu.Skobelev, Y.Fukuda, et al.
  • 雑誌名: Physical Review E 71 ページ: 0164081
• [雑誌論文] Interaction of the electromagnetic waves with plasmas in the radiation dominant regime (2004)
  • 著者名/発表者名: S.V.Bulanov, T.Zh.Esirkepov, J.Koga, T.Tajima
  • 雑誌名: Plasma Physics Reports 30 ページ: 221
• [雑誌論文] Soliton Synchrotron Afterglow in a Laser Plasma (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Esirkepov, S.V.Bulanov, K.Nishihara, T.Tajima
  • 雑誌名: Phyical Review Letters 92 ページ: 255001
• [雑誌論文] Chatracterization of preformed plasmas with an interferometer for ultra-short high-intensity laser-plasma interaction (2004)
  • 著者名/発表者名: A.Sagisaka, H.Daido, S.V.Bulanov, T.Esirkepov, et al.
  • 雑誌名: Applied Physics B78 ページ: 919-922
• [雑誌論文] Relativistic laser plasma from micron-sized argon clusters as a debris-free X-ray source for pulse X-ray diffraction (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Fukuda, Y.Akahane, M.Aoyama, N.Inoue, H.Ueda, Y.Nakai, K.Tsuji, K.Yamakawa, et al.
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 85 ページ: 5099
• [雑誌論文] Generation of x rays and energetic ions from superintense laser irradiation of micron-sized Ar clusters (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Fukuda, Y.Akahane, M.Aoyama, N.Inoue, H.Ueda, Y.Kishimoto, K.Yamakawa, et al.
  • 雑誌名: Laser Part. Beams 22 ページ: 215
• [雑誌論文] X-ray radiation of clusters irradiated by ultrafast, high-intensity laser pulses (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Fukuda, Y.Akahane, M.Aoyama, N.Inoue, H.Ueda, Y.Kishimoto, K.Yamakawa
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE's 48th Annual Meeting 5196 ページ: 234
• [雑誌論文] Wavefront correction of a 100TW high-peak-power, ultrashort laser pulse (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Akahane, M.Aoyama, H.Kiriyama, Y.Fukuda, J.Ma, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of CLEO/IQEC 2004 (May 18, 2004)