研究課題
ブラックホールから放射があれば、ブラックホールは最終的に蒸発して無くなってしまうと考えられている。しかし、これを宇宙で直接観測することは難しく、実証困難であった。超高強度レーザーにより励起される航跡場(電子プラズマ波)を、プラズマの密度勾配を用いて加速し、加速ミラーとしてブラックホールの地平線を模擬する実験が提案されている。本研究では、数値シミュレーションを用いた航跡場の加速条件の最適化と超高強度レーザーを用いた原理実証を目的とする。理論的には、プラズマの密度とレーザー強度により航跡場の位相速度が決定されるが、超高強度レーザーを用いるとプラズマの状態が著しく変化し、レーザーにも反作用として働き、レーザーパルスそのものも時間空間的に変化する。非一様プラズマ中の超高強度レーザーによる航跡場の加速を、数値シミュレーションにより最適化し、実験的に実証する。2022年度も引き続きコロナの影響で台湾への渡航が制限されていたが、2023年に入りようやく隔離規制が緩和された。台湾での検証実験はスケジュール的に難しかったが、数値計算とオンラインでの議論を続け、我々の計算結果をもとに、これまでと逆のダウンスロープの密度勾配で航跡場を加速する方向で、実験提案がまとまっている。実験としては、国内最高強度のJ-KARENレーザーを用い、航跡場の時空間発展を捉える計測器の開発実験、特に分光計測に空間分解を持たせ、プラズマと磁場の局所計測を行った。また、時間分解計測についても光学シャッターを用いた計測器の開発を進めた。得られた成果の発表を、2022年度の終わりにようやく台湾現地で行い、活発な議論と更なる共同研究の発展を確認し合った。
すべて 2023 2022 その他
すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (43件) (うち国際学会 17件、 招待講演 4件)
Physics of Plasmas
巻: 30 ページ: 032109~032109
10.1063/5.0138855
巻: 30 ページ: 012105~012105
10.1063/5.0117812
Review of Scientific Instruments
巻: 93 ページ: 063502~063502
10.1063/5.0078817
Scientific Reports
巻: 12 ページ: -
10.1038/s41598-022-14582-3
巻: 93 ページ: 113530~113530
10.1063/5.0101872
巻: 93 ページ: 093523~093523
10.1063/5.0099217
ESI-NEWS
巻: 40 ページ: -
Physical Review E
巻: 106 ページ: 055207-1~12
10.1103/PhysRevE.106.055207
巻: 106 ページ: 025205-1~7
10.1103/PhysRevE.106.025205