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2017 年度 実績報告書

kT級磁場下における超高強度レーザーと高エネルギー密度プラズマとの相互作用の物理

研究課題

研究課題/領域番号 15K17798
研究機関大阪大学

研究代表者

畑 昌育  大阪大学, レーザー科学研究所, 特別研究員(PD) (60712429)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード強磁場 / レーザープラズマ相互作用 / 高エネルギー密度プラズマ / 超高強度レーザー / 電磁粒子コード
研究実績の概要

本研究では,サブキロテスラから数十キロテスラの磁場印加下における超高強度レーザーと高エネルギー密度プラズマとの相互作用の磁場に依存したドラスティックな変化を特徴的な現象ごとに分けて系統的に研究を進めることで,その物理を明らかにすることを目的としている.
ラーモア半径がレーザースポット径よりも小さくなるようで磁場およびレーザーの条件であれば,レーザー生成高エネルギー電子が磁力線に沿ってガイドされることを示した.そして,ラーモア半径がレーザーのフィラメントサイズよりも小さくなるような磁場およびレーザー条件であれば,レーザー生成高エネルギー電子のフルーエンスプロファイルにフィラメント構造が反映されることもわかった.
電子サイクロトロン共鳴が起こる磁場よりも十分に強い磁場をかけた場合には,レーザーの右回り円偏光成分がホイッスラー波として高密度プラズマ中に伝播するが,それは先頭のパルスのみであり後続のパルスはイオン音波の生成によって阻害され侵入できなくなることを明らかにした.さらに,この伝播阻害現象のレーザー強度および磁場依存性を調べ,磁場を強くかけるほど,レーザー強度を下げるほどイオン音波の成長が遅くなり,高密度プラズマ中に伝播できるレーザーのパルス幅が伸びることがわかった.
この研究は今後ますます精力的に実験が行われるであろう,強磁場下における超高強度レーザープラズマ相互作用実験のシミュレーションによる先駆的研究として位置づけられ,今後行われる実験の指針となる.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Validation of thermal conductivity in magnetized plasmas using particle-in-cell simulations2017

    • 著者名/発表者名
      Asahina T.、Nagatomo H.、Sunahara A.、Johzaki T.、Hata M.、Mima K.、Sentoku Y.
    • 雑誌名

      Physics of Plasmas

      巻: 24 ページ: 042117~042117

    • DOI

      10.1063/1.4981233

    • 査読あり
  • [学会発表] 外部磁場印加高密度プラズマ中における高強度レーザー伝播2018

    • 著者名/発表者名
      畑昌育,佐野孝好,坂上仁志,千徳靖彦,長友英夫
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第38回年次大会
  • [学会発表] Effects of strong external magnetic fields on high-intense laser light propagation into high-density plasma2018

    • 著者名/発表者名
      M. Hata, H. Sakagami, T. Sano, Y. Sentoku, and H. Nagatomo
    • 学会等名
      14th Direct-Drive and Fast-Ignition Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of strong external magnetic fields on laser-plasma-interactions2017

    • 著者名/発表者名
      M. Hata, H. Sakagami, Y. Sentoku, and H. Nagatomo
    • 学会等名
      10th International Conference on Inertial Fusion Sciences and Applications
    • 国際学会
  • [学会発表] High intensity laser-plasma interactions with strong external magnetic field2017

    • 著者名/発表者名
      M. Hata, H. Sakagami, T. Sano, Y. Sentoku, and H. Nagatomo
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017

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公開日: 2018-12-17  

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