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

通过在国际合作中开发 PICLS 代码揭示高强度激光驱动等容加热

• 批准号: 19KK0072
• 负责人: 千徳 靖彦
• 金额: $ 11.81万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-10-07 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19KK0072/
• 关键词: 高強度レーザー; プラズマ物理; プラズマシミュレーション; 高強度レーザー光; 高エネルギー密度科学

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。

This study is aimed at clarifying the formation process and content of the light source in the United States and Europe New physics and other developments in particle physics and PICLS The purpose of this study is to develop knowledge acquisition, development, and progress in international joint research by university students who participate in international research. During the course of the year, the United States Institute of Physics will participate in regular meetings of the Institute of Science and Technology, and in the second half of the year, in consideration of infection. The discussion on how to improve the physical environment and the solution of the problem in situ and on the surface is deepened. In the future, we will discuss cultural issues and make strategic decisions. The results of the joint research conducted by the two sides last year were discussed in the paper. Cowan, T. Kluge)·Euro XFEL(M. Nakatsutsumi) and other international co-authored papers on solid state heating, high intensity heating, high intensity heating, high intensity Sawada) and international co-authored papers. The interaction of electron and positron pairs is important in the process of electron and positron generation. Arefiev) and co-authored papers. The research institute of China and the United States is a joint researcher (S. Wilks, A. Kemp) Natsuya Iwata (Contributed by Prof. Ban Dai-kun)

项目成果

Nanoscale subsurface dynamics of solids upon high-intensity femtosecond laser irradiation observed by grazing-incidence x-ray scattering

• DOI: 10.1103/physrevresearch.4.033038
• 发表时间: 2022-07
• 期刊: Physical Review Research
• 影响因子: 4.2
• 作者: L. Randolph;M. Banjafar;T. Preston;T. Yabuuchi;M. Makita;N. Dover;C. Rödel;S. Göde;Y. Inubushi;G. Jakob;J. Kaa;A. Kon;J. Koga;D. Ksenzov;T. Matsuoka;M. Nishiuchi;M. Paulus;F. Schon;K. Sueda;Y. Sentoku;T. Togashi;M. Bussmann;T. Cowan;M. Kläui;C. Fortmann-Grote;Lingen Huang;A. Mancuso;T. Kluge;C. Gutt;M. Nakatsutsumi

重回帰分析による高強度レーザー駆動イオン加速の最大エネルギー予測式の導出

利用多元回归分析推导高强度激光驱动离子加速的最大能量预测公式

• 发表时间: 2021
• 作者: 高木悠司，岩田夏弥，千徳靖彦

Lateral confinement of fast electrons and its impact on laser ion acceleration

• DOI: 10.1103/physrevresearch.3.023193
• 发表时间: 2021-06-09
• 期刊: PHYSICAL REVIEW RESEARCH
• 影响因子: 4.2
• 作者: Iwata, N.;Kemp, A. J.;Sentoku, Y.
• 通讯作者: Sentoku, Y.

University of California, San Diego/Lawerence Livermore National Laboratory/University of Nevada, Reno(米国)

加州大学圣地亚哥分校/劳伦斯利弗莫尔国家实验室/内华达大学里诺分校（美国）

PICLSコード共同開発プラットフォーム

PICLS代码联合开发平台