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2022 年度 研究成果報告書

高強度レーザー光のエネルギー注入下でのプラズマ構造形成過程と粒子加速機構の解明

研究課題

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研究課題/領域番号 20K14439
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分14010:プラズマ科学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

岩田 夏弥  大阪大学, 高等共創研究院, 准教授 (70814086)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードプラズマ物理 / 高強度レーザー / 高エネルギー密度科学 / プラズマ粒子加速
研究成果の概要

近年、ペタワット級出力の高強度レーザーにより生成されるプラズマの研究が世界的に進められている。本研究では、レーザー光照射下で起こるミクロな光吸収・電子加速過程から、イオンを含めたプラズマ全体のマクロな運動までの統合的理解を目指した理論・シミュレーション研究を行った。ピコ秒を超える光照射下では、電子運動の統計的性質と自己生成電磁場の発展によって、イオンの最大エネルギーとレーザー光から高速イオンへのエネルギー変換率が高くなることを解明した。本成果は光量子ビーム生成や制御核融合などの応用技術につながる知見を提供するものである。

自由記述の分野

プラズマ物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果は、「高強度の光からのエネルギー注入がある系で、プラズマがどのような定常状態へと構造発展するのか」という学術的問いに答えるものであり、非平衡開放系としてのプラズマの物理の一端を解明したという学術的意義がある。また、本研究で得られた知見は、レーザー生成プラズマを利用した光量子ビーム源とプラズマ計測や非破壊検査、医療への応用、さらには制御核融合の実現など様々な技術発展の基礎として、社会に貢献するものである。

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公開日: 2024-01-30  

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