高出力レーザー生成超音速プラズマジェットを用いた無衝突衝撃波の形成

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21340172
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: プラズマ科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 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)
• 研究分担者: 蔵満 康浩 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センター, 特任助教 (70456929) ; 加藤 恒彦 広島大学, 理学研究科, 特任助教 (90413955) ; 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) ; 米田 仁紀 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 教授 (00210790)
• 連携研究者: 尾崎 典雅 大阪大学, 工学研究科, 助教 (70432515) ; 兒玉 了祐 大阪大学, 工学研究科, 教授 (80211902)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: プラズマ物理 / 無衝突衝撃波 / 超音速プラズマジェット / 高出力レーザー

研究概要

高出力激光XII号HIPERレーザーを、4. 6mm間隔のCH製平行平板型ターゲットに照射し、高速の対向流プラズマを生成しプラズマ流の相互作用により、無衝突衝衝撃波を生成した。計測は、シャドウ計測、干渉計測、可視自発光計測を、それぞれICCDカメラとストリークカメラを用いて行った。その結果、レーザーを照射した1枚目のCH平板の前面に無衝突静電衝撃波が生成された。また、トムソン散乱イオン音波項計測によって衝撃波の上流と下流における電子温度、イオン温度、電子密度、流速等、衝撃波のパラメータを求めることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Kelvin-Helmholtz Turbulence Associated with Collisionless Shocks in Laser Produced Plasmas (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kuramitsu, Y. Sakawa, S. Dono, C. D. Gregory, S. A. Pikuz, B. Loupias, M. Koenig, J. N. Waugh, N. Woolsey, T. Morita, T. Moritaka, T. Sano, Y. Matsumoto, A. Mizuta, N. Ohnishi, and H. Takabe
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 108 ページ: 195004-1-5
• [雑誌論文] Characterizing counter-streaming interpenetrating plasmas relevant to astrophysical collisionless shocks (2012)
  • 著者名/発表者名: J. S. Ross, 他13名, Y. Kuramitsu, T. Morita, Y. Sakawa, H. Takabe, 他15名
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 19 ページ: 056501-1-8
• [雑誌論文] On the universality of nonthermal electron acceleration due to quasi-turbulent wakefield (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Kuramitsu, Youichi Sakawa, Masahiro Hoshino, Shih-Hung Chen, Hideaki Takabe
  • 雑誌名: High Energy Density Physics 巻: 8 ページ: 266-270
• [雑誌論文] Collisionless shockwaves formed by counter-streaming laser-produced plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: X. Liu, 他7名, Y. Sakawa, T. Morita, Y. Kuramitsu, 他13名
  • 雑誌名: New Journal of Physics 巻: 13 ページ: 093001
• [雑誌論文] Time Evolution of a Collisionless Shock in Counterstreaming Laser Produced Plasmas (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kuramitsu, Y. Sakawa, H. Takabe, T. Morita, 他7名
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 106 ページ: 175002
• [雑誌論文] 高強度レーザーを用いた宇宙物理実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂和洋一, 蔵満康浩, 森田太智, 加藤恒彦, 高部英明
  • 雑誌名: レーザー研究 巻: 39 ページ: 05-11
• [雑誌論文] Experimental Evidence of Nonthermal Acceleration of Relativistic Electrons by an Intensive Laser Pulse (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kuramitsu, 他2名, Y. Sakawa, 他17名
  • 雑誌名: Physical Review 巻: E83 ページ: 026401-1-6
• [雑誌論文] Model Experiment of Cosmic Ray Acceleration due to an Incoherent Wakefield Induced by an Intensive Laser Pulse (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kuramitsu, 他2名, Y. Sakawa, 他17名
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 18 ページ: 010701-1-4
• [雑誌論文] Collisionless shock generation in high-speed counter-streaming plasma flows by a high-power laser (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Morita, Y. Sakawa, Y. Kuramitsu, 他8名, H. Takabe, J. Zhang
  • 雑誌名: Physics of Plasmas 巻: 17 ページ: 122702-1-6
• [雑誌論文] 高出力レーザーを用いた実験室宇宙物理実験 (2010)
  • 著者名/発表者名: 坂和洋一, 蔵満康浩, 森田太智, 高部英明
  • 雑誌名: プラズマ・核融合学会誌 巻: 86 ページ: 578-581
• [学会発表] HIGH-POWER LASER EXPERIMENTS TO STUDY COLLISIONLESS SHOCK GENERATION (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakawa, 他
  • 学会等名: International Conference on Inertial Fusion Science and Applications(IFSA2011)
  • 発表場所: Bordeaux, France
  • 年月日: 20110912-16
• [学会発表] Laboratory experiments to study collisionless shock generation in high-power laser produced counter-streaming plasmas (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakawa, 他
  • 学会等名: 31st European Conference on Laser Interaction with Matter(XXXI ECLIM)
  • 発表場所: Budapest, Danubius Hotel Gellert, Hungary
  • 年月日: 20100906-10
• [学会発表] Collisionless shock generation in high-power laser produced counter-streaming plasmas (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Sakawa, 他
  • 学会等名: 8th International Conference on high Energy Density Laboratory Astrophysics(HEDLA 2010)
  • 発表場所: Cal Tech, California, USA
  • 年月日: 20100315-18