Revealing high intensity laser driven isochoric heating by developing PICLS code in international collaborations

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本研究は米国・欧州の研究者と国際共同研究を展開し、最先端レーザー光であるペタワットレーザーによる光エネルギー密度プラズマの形成過程とプラズマの内容する機能の解明を目指す。新たな物理モデル等を開発しプラズマ粒子シミュレーションコードPICLSに組み込み、実験と理論によりモデルを検証する。さらに大学院生をプロジェクト参加させることで、コード開発の知識の習得、また、国際共同研究の進め方などを経験させることで、持続可能な国際ネットワーク環境を構築していくことが本研究の目的である。当該年度は、コロナ禍の中進めてきた定期的なオンライン会議を継続するとともに、年度後半はコロナ感染状況に配慮して、米国物理学会などへの参加した。現地で、対面により物理モデルの改善方法やシミュレーション結果の解釈などの議論を深化させた。また、今後の論文化に向けた戦略などを策定した。一方で、昨年度の共同研究の成果を論文としてまとめ、特に、超高密度プラズマ中の熱伝導モデルについてはドイツHZDR(T. Cowan, T. Kluge)・Euro XFEL(M. Nakatsutsumi)との国際共著論文として、また、高強度レーザーによる固体加熱のダイナミクスの検証については米国ネバダ大学リノ校(H. Sawada)との国際共著論文として発表した。また、高強度場レーザープラズマ相互作用において重要となる電子・陽電子対生成過程のモデル構築を進め、米国カリフォルニア大学サンディエゴ校(A. Arefiev)との共著論文としてまとめ投稿し審査を受けている。さらに、米国ローレンスリバモア研究所においては、共同研究者等(S. Wilks, A. Kemp)とともに岩田夏弥(分担者：阪大・准教授)がPIとして提案した実験が採択され、世界最大のレーザー光による実験が2023年度に予定されており、コードの検証を行う予定である。