プラズマ中の高強度レーザーによる相対論的サブサイクルソリトンの生成

等离子体中高强度激光产生相对论亚周期孤子

• 批准号: 00F00102
• 负责人: 西原 功修
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00F00102/
• 关键词: ソリトン; サブサイクルソリトン; 電磁波ソリトン; 3次元ソリトン; クーロン爆発; レーザー加速; レーザーイオン加速; ダブルフォイル

超高強度レーザーとプラズマとの相対論的非線形相互作用について、独自に開発した3次元プラズマ粒子コードを用いたシミュレーションを行い、研究の目的であった3次元サブサイクル電磁波ソリトンの存在の確認とその構造を解析した。ソリトンはポロイダル電場とトロイダル磁場電磁波(TMモード)、およびダイポール静電場からなることを明らかにした。しかしながら、イオンの時間スケールではクローン爆発によってソリトンは減衰すること、またp偏向、またはs偏向レーザーとの相互作用で形成される2次元ソリトンとの関係を明らかにした。これらの成果は、Physical Review Lettersに発表した。さらに、高エネルギープロトンビームによってソリトンのイメージングができることをシミュレーションで明らかにし、この成果を論文として発表する予定である。また、超高強度レーザーを用いたイオンビーム加速の研究を行い、高Zフォイルと低Zフォイルのダブルフォイルを用いることにより、エネルギーが拡がり、ビームの空間拡がりの少ない高品質のイオンビーム加速を実現できることを3次元プラズマ粒子シミュレーションを用いて示した。この成果もPhysical Review Lettersなどに発表した。その他、超高強度レーザーとプラズマの非線形相互作用において相対論的非等方フィラメンテーションが生じることなどを論文とし発表した。

Ultra-high strength レーザーとプラズマとのphase theory of non-linear interaction について, independent に开発した 3-dimensional プラズマparticle コードを用いたシミュレーションを行い、Research purposeであった3D サブサイクルelectromagnetic wave ソリトンのconfirmation of existence and structureをanalysisした.ソリトンはポロイダルelectric field とトロイダルmagnetic field electromagnetic wave (TMモード), およびダイポールstatic field からなることを明らかにした.しかしながら、イオンの时スケールではクローンExplosion 発によってソリトンは weakening すること、またp Bias, またはs bias レーザーとの interact and form される2-dimensional ソリトンとのrelations を明らかにした.これらの Results は、Physical Review Lettersに発表した.さらに、高エネルギープロトンビームによってソリトンのイメージングができるこThe results of the paper are as follows:また、Super high strength レーザーを Use いたイオンビーム accelerated research の行い、High Zフォイルとlow Zフォイルのダブルフォイルを用いることにより、エネルギーが拡がり、ビームのSpace拡がりの小ないHigh-quality のイオンビームAccelerate をThe three-dimensional プラズマparticle シミュレーションを uses いて to show した.この ResultsもPhysical Review Lettersなどに発表した. Non-linear interaction theory The non-isosquare squares are not equal to each other.

项目成果

N.M.Naumova et al.: "Polarization effects and anisotropy in three-dimensional relativistic self-focusing"Physical Review E. 65・4. 045402-045408 (2002)

N.M.Naumova 等：“三维相对论自聚焦中的偏振效应和各向异性”Physical Review E. 045402-045408 (2002)

S.V.Bulanov et al.: "Generation of High-Quality Charged Particle Beams during the Acceleration of Ions by High-Power Laser Radiation"Plasma Physics Report. 28・12. 975-991 (2002)

S.V.Bulanov 等：“高功率激光辐射加速离子过程中的高质量带电粒子束的生成”等离子体物理报告 28・12 (2002)。

M.Borghesi et al.: "Macroscopic Evidence of Soliton Formation in Muliterawatt Laser-Plasma Interaction"Physical Review Letters. 88・13. 135002-1-135002-4 (2002)

M.Borghesi 等人：“毫瓦激光-等离子体相互作用中孤子形成的宏观证据”物理评论快报 88・13（2002 年）。

T.Esirkepov et al.: "Three-dimensional Relativistic Electromagnetic Subcycle Solitons"Physical Review Letters. 89・27. 275002-1-275002-4 (2002)

T. Esirkepov 等人：“三维相对论电磁子周期孤子”物理评论快报 89・27（2002 年）。

T.Esirkepov et al.: "Proposed Double-Layer Target for the Generation of High-Quality Laser Accelerated Ion Beams"Physical Review Letters. 89・17. 175003-1-175003-4 (2002)

T. Esirkepov 等人：“提出的用于生成高质量激光加速离子束的双层靶材”物理评论快报 89・17（2002 年）。