Experimental research on magnetic reconnection with high-power laser-produced plasmas

高功率激光等离子体磁重联实验研究

• 批准号: 20H01881
• 负责人: 森田 太智
• 金额: $ 11.56万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H01881/
• 关键词: 磁気リコネクション; 高出力レーザー; レーザー生成プラズマ; レーザートムソン散乱計測; プロトンバックライト計測; レーザーアブレーション; 高強度レーザー; 磁化プラズマ; 高エネルギー密度プラズマ; レーザートムソン散乱

本研究では、レーザー生成プラズマ中で磁気リコネクションを駆動し、プラズマ発光計測で磁化プラズマ挙動の膨張と衝突の様子を、陽子ビームを用いてリコネクション磁場構造を、二方向のレーザートムソン散乱法を用いて電子・イオンの速度分布関数を計測することで、リコネクション率とプラズマ加熱・加速との関係を明らかにする。2022年度は、大型レーザーを用いた陽子ビームの計測は、施設側で採択されなかったため実施できなかったが、これまでできていなかったレーザートムソン散乱の電子項計測を試みた。結果として、スペクトルを取得するまでには至らなかったが、大型レーザーを計測用レーザーとして用いて実験を行い、実験が可能であることは示した。おそらくプラズマ密度が高いために計測用分光器の計測領域が不十分であったと考えられる。また、2021年度に取得したレーザートムソン散乱のデータを解析することで、磁場拡散領域におけるイオン速度分布の変化と、磁場からプラズマへのエネルギーを求めることに成功した。またエネルギー変化からリコネクション率を求めた。これらの結果を論文に投稿した(Phys. Rev. E, 106, 055207 (2022))。また本成果は、九州大学からプレスリリースを行なった(https://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/842/)。

在这项研究中，磁重新连接是在激光生成的血浆中驱动的，血浆发射测量用于测量磁化等离子体行为的扩展和碰撞，使用质子束的重新连接磁场结构，以及使用双向Laser Thomson散射速度和散射速度的电子和离子的速度分布和离子的速度分布揭示和揭示了该关系，并揭示了该关系且揭示了该关系。在2022年，由于设施不接受它们，因此无法使用大型激光器进行质子束测量，但是我们试图测量激光汤姆森散射的电子项，这是以前无法的。结果，尽管未获得频谱，但使用大型激光作为测量激光进行了实验，表明实验是可能的。人们认为，由于高血浆密度，测量光谱仪的测量区域不足。此外，通过分析2021年获得的激光汤姆森散射数据，我们成功地确定了磁场扩散区域中离子速度分布的变化以及从磁场到等离子体的能量。还根据能量变化计算重新连接速率。这些结果已提交给论文（Phys。E，106，055207（2022））。此外，九州大学发布了有关此结果的新闻稿（https://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/842/）。

项目成果

Local plasma parameter measurements in colliding laser-produced plasmas for studying magnetic reconnection

• DOI: 10.1016/j.hedp.2020.100754
• 发表时间: 2020-08
• 期刊: High Energy Density Physics
• 影响因子: 1.6
• 作者: T. Morita;K. Tomita;K. Sakai;M. Takagi;K. Aihara;M. Edamoto;S. Egashira;T. Higuchi;N. Ishizaka;T. Izumi;S. Kakuchi;T. Kojima;Y. Kuramitsu;S. Matsukiyo;Y. Nakagawa;T. Minami;H. Murakami;Y. Nishioka;M. Ota;T. Sano;S. Sei;K. Sugiyama;S. Tanaka;R. Yamazaki;Y. Sakawa

Demonstration of efficient relativistic electron acceleration by surface plasmonics with sequential target processing using high repetition lasers

• DOI: 10.1103/physrevresearch.5.013062
• 发表时间: 2023-01
• 期刊: Physical Review Research
• 影响因子: 4.2
• 作者: Y. Arikawa;A. Morace;Y. Abe;N. Iwata;Y. Sentoku;A. Yogo;K. Matsuo;M. Nakai;H. Nagatomo;K. Mima;H. Nishimura;S. Fujioka;R. Kodama;S. Inoue;M. Hashida;S. Sakabe;D. De Luis;G. Gatti;M. Huault;J. A. Pérez-Hernández;L. Roso;L. Volpe

Development of pulsed magnet for collisionless shock experiment using high-power laser

使用高功率激光进行无碰撞冲击实验的脉冲磁体的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Takezaki;T. Oguchi;H. Ito;R. Yamazaki;S. J. Tanaka;T. Morita;S. Matsukiyo;S. Isayama;Y. Sakawa
• 通讯作者: Y. Sakawa

Detection of current-sheet and bipolar ion flows in a self-generated antiparallel magnetic field of laser-produced plasmas for magnetic reconnection research

• DOI: 10.1103/physreve.106.055207
• 发表时间: 2022-11-10
• 期刊: PHYSICAL REVIEW E
• 影响因子: 2.4
• 作者: Morita, T.;Kojima, T.;Sakawa, Y.
• 通讯作者: Sakawa, Y.

高出力レーザー生成プラズマ中の磁気リコネクションにおけるプラズマ加熱・加速の検証

高功率激光产生等离子体中磁重联等离子体加热和加速的验证

• 发表时间: 2021
• 作者: K. Sakai;T. Moritaka;T. Morita;K. Tomita;T. Minami;S. Egashira;M. Ota;Y. Sakawa;N. Ozaki;R. Kodama;T. Takezaki;R. Yamazaki;S. J. Tanaka;M. Koenig;B. Albertazzi;P. Mabey;N. Woolsey;S. Matsukiyo;H. Takabe;M. Hoshino;Y. Kuramitsu;Shogo Isayama;Atsushi Tokiyasu;Shuta Tanaka;児島拓仁
• 通讯作者: 児島拓仁