プラズマ手法に基づくクラスタ媒質と光子場の非線形相互作用の研究

基于等离子体法的团簇介质与光子场非线性相互作用研究

基本信息

批准号：
14077221
负责人：
岸本泰明
金额：
$ 5.12万
依托单位：
Kyoto University (2004-2005)Japan Atomic Energy Agency (2002-2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、マクロないしセミマクロな集団運動の解析に適したプラズマ手法を基礎に、これにミクロな原子・緩和過程を取り入れることにより、レーザー場を含む様々な波長領域の光子場と、中性原子や様々の価数のイオン、電子が共存した気相や固相、クラスター相との複雑な非線形相互作用の素過程の理解することを目的とする。また、このような原子・緩和過程を含む複雑な物理過程を高い精度で模擬・検証することが可能なシミュレーションコード(EPIC3D)の開発を行い、高強度レーザーと物質との相互作用を利用した応用研究を展開する。本年度は、これまで高密度クラスター中に見出された波動励起とそれによる電離過程の物理過程を明らかにするため、シャープな境界を持った固体(あるいは固体薄膜)と短パルスレーザーとの相互作用において、レーザーが伝播しない固体内部での詳細な電離過程のダイナミックスを、EPIC3Dを用いて調べた。その結果、(1)この波動励起は、短パルスレーザーによって生成された高速電子によるプラズマ波のCherenkov放射であること(2)それらは局所的な乱流状態への発展し、その乱流電場はイオン化を引き起こしながら固体中を雪崩的に電離波として高速に伝播すること、(3)乱流電場のエネルギーは、粒子との運動論的相互作用を通して電子加熱に変換されること、(4)この乱流駆動による電離過程はレーザー強度に依存して多段的に起こること、また、高価数のイオンへの電離は電子衝突イオン化を通して熱伝導を伴いながら緩やかに伝播すること、等が明らかになった。物質の電離過程を伴ったこれらの複雑な相互作用は、近年研究が進展しているレーザーと薄膜相互作用を利用したイオン加速研究にも重要に役割を果たすことから、今後の応用研究の進展が期待される。

这项研究旨在了解各种波长区域中光子场之间的复杂非线性相互作用，包括激光场，气相，实心相和聚类相，其中中性原子，各种价值和电子的离子，通过将微原子和放松过程结合到此过程中，并结合微观原子质和放松过程，并将其中性原子，各种价值和电子共存。此外，我们还将开发模拟代码（EPIC3D），该代码可以模拟和验证复杂的物理过程，包括原子和放松过程，并具有很高的精度，并将开发应用的研究，以利用高强度激光器与材料之间的相互作用。在今年，为了阐明在高密度簇中发现的波动激发的物理过程以及由此产生的电离过程，我们研究了固体内部的电离过程的详细动力学，该动力学的固体中没有在固体薄膜（或固体薄膜）与急剧边界和使用EpicCic3D的近距离激光器之间的相互作用中传播的详细动力学。结果，已经揭示了（1）这种波动激发是由于短脉冲激光器产生的高速电子而导致的血浆波的发射，（2）它们发展成局部湍流，湍流电场在磁控中迅速传播，促进电源通过电源而导致电源（3）驱动器（3）电源驱动器（3），（3使用颗粒，（4）由湍流驱动引起的电离过程取决于激光强度，而对昂贵离子的电离通过电子碰撞电离缓慢地传播，并通过热传导。这些复杂的相互作用伴随着材料的电离过程，在使用激光薄膜相互作用的离子加速度研究中起着重要作用，这些膜相互作用近年来已经进行了研究，预计未来的应用研究将进展。