高強度レーザー駆動短パルス電子を用いた超高速過渡電磁場の時間分解ラジオグラフ測定

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K11918
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分80040:量子ビーム科学関連
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 井上 峻介 京都大学, 化学研究所, 助教 (40724711)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 高強度レーザー / 短パルス電子源 / 高強度電子源

研究成果の概要

高強度短パルスレーザーを物質に照射すると、エネルギー密度の高いレーザープラズマが生成される。このプラズマを利用した高エネルギー粒子加速や、超短パルス放射光発生、高速点火核融合などに関する研究が精力的に行われている。これらのレーザープラズマを媒介とした物理現象は、高強度短パルスレーザー光により瞬時に作り出される非常に強い電磁場で加速される、電子の運動を起点として発生する。このため、この電子の挙動を高い時間・空間分解能で調べることは重要である。本研究課題では、電子運動により作り出され、100fsの時間スケール変化する超高速過渡電磁場を観察するための、時間分解ラジオグラフ測定の実証を目的とした。

自由記述の分野

高強度レーザー科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

物質が超高速に変化する様子を直接観測することが可能となれば、基礎物理や物質科学をはじめとする広範な分野の基礎研究に発展をもたらす。短パルス電子源はこれを可能にする魅力的な放射線源の一つとして精力的に研究されている。しかし、現行の短パルス電子発生手法では飛躍的な高強度化が本質的に困難であり、新たな超高強度短パルス電子源の開発が望まれている。本研究では、パルス幅が100fs以下の超短パルス電子源を開発し、この光源を用いて超高速に変化する電磁場のダイナミクスを可視化する二次元画像計測法を実証した。