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2007 年度 実績報告書

大出力レーザーを用いた無衝突衝撃波の形成と粒子加速物理機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17204052
研究機関大阪大学

研究代表者

高部 英明  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 教授 (20150352)

研究分担者 兒玉 了祐  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80211902)
中井 光男  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 准教授 (70201663)
重森 啓介  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 准教授 (50335395)
星野 真弘  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (90241257)
坂和 洋一  大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 准教授 (70242881)
キーワード無衝突衝撃波 / 超新星残骸 / 実験室宇宙物理 / レーザー生成プラズマ / 高速プラズマ流 / 宇宙線 / プラズマ物理学 / 自己構造形成
研究概要

宇宙での無衝突衝撃波は外部磁場の中で形成されるというのが定説であった。これまで外部磁場の元での衝撃は生成の確認実験を行うべく実験を推進してきた。ガスジェット中での衝撃は生成の実験など予備的な実験を行った。しかし、ここ数年、相対論的無衝突衝撃波において外部磁場がなくとも無衝突衝撃波が形成されるという新説が議論をわき起こしている。たとえば、国立天文台の加藤博士が磁場生成不安定(ワィベール不安定)の非線形過程から自己構造形成が起こり、無衝突衝撃波が形成されるシミュレーションを行ってきた。我々はそのシナリオが超新星残骸など、まさに本研究テーマの非相対論的な場合についても成立するはずだと考えた。加藤博士を今年度から雇用し、超新星残骸の場合についてシミュレーションを行い、我々の考えが正しいことを確認した。そして、そのスケール則から、大出力レーザーで模擬実験が可能であることを明らかにした。今年度はスケール則に乗っ取って実験的に確認すべく、その実験を中心に阪大、英国、仏国で行った。その結果、超新星残骸の典型的な流速1000km/sの対向流を実験で計測できた。また、干渉計測、プロトン影絵もフランスの実験で得ることができた。しかし、実験数(データの数)が足らず、衝撃波の生成を確認するには至っていない。そこで、平行して中国の大型レーザー「神光II」(上海)を用いた実験を開始すべく、中国の研究者と共同研究体制の構築を始めた。08年4月28日に現地にて第1回の打ち合わせを行う。加えて、来年度は阪大に光学計測系を設置し、磁気不安定の成長の様子から衝撃は生成の機構を実験的に確認し、シミュレーションと比較したい。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Interaction between Alternating Magnetic Field sand a Relativistic Shock2008

    • 著者名/発表者名
      K. Nagata.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal (掲載決定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laboratory Experiments to Study Astrophysical Shock and Jets2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakawa.
    • 雑誌名

      Inertial Fusion Science & Applications2007 (掲載決定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laboratory plasma astrophysics simulation experiments using lasers2008

    • 著者名/発表者名
      N. C. Woolsey.
    • 雑誌名

      Inertial Fusion Science & Applications2007 (掲載決定)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高強度レーザーを用いた宇宙物理模擬実験2007

    • 著者名/発表者名
      高部英明
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌 83

      ページ: 465-471

  • [学会発表] Dawn of New Astrophysics Research with Intense Lasers2007

    • 著者名/発表者名
      H. Takabe
    • 学会等名
      UK -Japan High Energy Density Science Workshop
    • 発表場所
      British Embassy Office in Tokyo
    • 年月日
      20070918-19
  • [学会発表] 「光で生み出す実験室宇宙物理-レーザー宇宙物理-」2007

    • 著者名/発表者名
      高部英明
    • 学会等名
      日本物理学会主催2007年科学セミナー「先端光科学が生み出す新しい世界」
    • 発表場所
      電気通信大学
    • 年月日
      20070824-25
  • [学会発表] Turbulence in Laser Produced Plasma and Laser Astrophysics2007

    • 著者名/発表者名
      H. Takabe
    • 学会等名
      Japan-Korea Workshop on Laboratory, Space, and Astrophysical Plasmas
    • 発表場所
      Daejeon, Korea,
    • 年月日
      20070405-06
  • [学会発表] 「高強度レーザーで宇宙に迫る」2007

    • 著者名/発表者名
      高部英明
    • 学会等名
      日本天文学会、2007年秋の年会、
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-27
  • [図書] 「レーザー核融合から新しい宇宙物理学の誕生へ」pp.153-172.2008

    • 著者名/発表者名
      高部英明
    • 総ページ数
      238ページ中20ページ執筆
    • 出版者
      立花隆編「宇宙の核融合・地上の核融合」(クバプロ社刊、2008)

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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