無衝突衝撃波の生成と粒子加速の物理

无碰撞冲击波产生和粒子加速的物理学

• 批准号: 11J06987
• 负责人: 森田 太智
• 金额: $ 1.54万
• 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: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J06987/
• 关键词: 無衝突衝撃波; 高出力レーザー; プラズマ計測; 磁場計測; レーザー; トムソン散乱計測

宇宙線の加速機構として非常に重要な役割を果たす無衝突衝撃波の物理を実験的に研究するため、大型レーザー生成高速プラズマ流を用いた実験を行ってきた。2012年度までの結果から、kJ程度の出力エネルギーを持っレーザーシステムを用いて静電的な無衝突衝撃波の生成が可能であることを示した。今年度は、その衝撃波の詳細なパラメータを計測するため、実験研究を続けてきた。また、より宇宙の環境に近い電磁不安定性(Weibel不安定性)による衝撃波の生成実験も平行して行ってきた。具体的には(1)衝撃波周辺の電子・イオン温度計測、(2)衝撃波周辺の電場計測、(3)磁場計測システムの構築、(4)電磁不安定性による衝撃波の生成の4点である。1、2に挙げたプラズマのパラメータ計測、電場計測については、すでに大阪大学激光XII号(GXII)レーザー、Lawrence Livermore National LaboratoryのJupiterレーザーシステムを用いた実験において、計測から無衝突衝撃波の生成を明らかにし、論文として発表した。また、3に挙げた磁場計測システムは、20013年度に行った実験(GXIIレーザー)において構築し、データ取得を試みた。有意なデータ取得までは達成できなかったが、今後はさらに改良を進める予定である。4に関しては、米国Omega/Omega-EPレーザーを用いた実験において電磁不安定性の成長を確認するところまで進め、今後はNational Ignition Facilityにおける実験において衝撃波の生成を検証する実験が開始される予定である。本年度はさらに衝撃波やレーザー生成プラズマ中における自己生成磁場の計測をめざし、ファラデー回転やZeeman効果の計測をGXII実験において計画している。

Cosmic ray の accelerate institutional と し て very important な に "を cut fruit た す の conflict-free blunt shock wave physics を be 験 に research す る た め, large レ ー ザ ー generate high-speed プ ラ ズ マ flow を with い た be 験 を line っ て き た. 2012 annual ま で の results か ら, degree of kJ の output エ ネ ル ギ ー を hold っ レ ー ザ ー シ ス テ ム を with い て electrostatic な conflict-free blunt shock wave の possible で が あ る こ と を shown し た. Detailed なパラメ <s:1> タを タを タを measurement するため and experimental study を続けて た た た of <s:1> impact waves for this year. ま た, よ り universe の environment に nearly い electromagnetic instability (Weibel instability) に よ の る blunt shock wave generated be 験 も parallel し て line っ て き た. Specific に は (1) the impact shock wave week 辺 の electronic · イ オ ン thermometer measurement, (2) shock wave week 辺 の (3) the measuring electric field, magnetic field measuring シ ス テ ム の building, (4) electromagnetic labile に よ の る blunt shock wave generated の 4 で あ る. 1, 2, に 挙 げ た プ ラ ズ マ の パ ラ メ ー タ measuring, field measuring に つ い て は, す で に Osaka university laser assist number (GXII) レ ー ザ ー, Lawrence Livermore National Laboratory の Jupiter レ ー ザ ー シ ス テ ム を with い た be 験 に お い て, measuring か ら の conflict-free blunt shock wave generated を Ming ら か に し, paper と し て 発 table し た. ま た, 3 に 挙 げ た magnetic field measuring シ ス テ ム は, 20013 annual に っ た be 験 (GXII レ ー ザ ー) に お い て constructing し, デ ー タ try get を み た. Intentionally な デ ー タ obtain ま で は reached で き な か っ た が, future は さ ら に improved を into め る designated で あ る. 4 に masato し て は, m Omega/Omega EP レ ー ザ ー を with い た be 験 に お い て electromagnetic labile の growth を confirm す る と こ ろ ま で め, future は National Ignition Facilityにおける experiment にお て て impact wave を検 generation を検 certificate する experiment が begins される determination である. This year は さ ら に blunt shock wave や レ ー ザ ー generated プ ラ ズ マ in に お け る の generate its own magnetic field measuring を め ざ し, フ ァ ラ デ ー back planning や Zeeman unseen fruit の measuring を GXII be 験 に お い て project し て い る.

项目成果

非線形プラズマ実験グループホームページ

非线性等离子体实验组主页

Thomson scattering measurement of a collimated plasma jet generated by a high-power laser system

高功率激光系统产生的准直等离子体射流的汤姆逊散射测量

• DOI: 10.1088/1742-6596/688/1/012098
• 发表时间: 2016
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series
• 作者: T. Ishikawa;Y. Sakawa;T. Morita;Y. Yamaura;Y. Kuramitsu;T. Moritaka;T. Sano;R. Shimoda;K. Tomita;K. Uchino;S. Matsukiyo;A. Mizuta;N. Ohnishi;R. Crowston;N. Woolsey;H. Doyle;G. Gregori;M. Koenig;C. Michaut;A. Pelka;D. Yuan;Y. Li;K. Zh
• 通讯作者: K. Zh

High-power laser experiments to study collisionless shock generation

• DOI: 10.1051/epjconf/20135915001
• 发表时间: 2013-12
• 期刊: Journal of Plasma Physics
• 影响因子: 2.5
• 作者: Y. Sakawa;Y. Kuramitsu;T. Morita;T. Kato;H. Tanji;T. Ide;K. Nishio;M. Kuwada;T. Tsubouchi;H. Ide;T. Norimatsu;C. Gregory;N. Woolsey;K. Schaar;C. Murphy;G. Gregori;A. Dizière;A. Pelka;M. Koenig;S. Wang;Q. Dong;Yi Li;H. Park;S. Ross;N. Kugland;D. Ryutov;B. Remington;A. Spitkovsky;D. Froula;H. Takabe

Material dependence of shock waves in laser-produced counter-streaming plasmas

激光产生的逆流等离子体中冲击波的材料依赖性

• 发表时间: 2013
• 作者: Y. Yamaura;Y. Sakawa;Y. Kuramitsu;T. Morita. T. Ishikawa;T. Moritaka;T. Sano;R. Shimoda;K. Tomita;K. Uchino;S. Matsukiyo;A. Mizuta;N. Ohnishi;R. Crowston;N. Woolsey;H. Doyle;G. Gregori;A. Ravasio;A. Pelka;M. Koenig;C. Michaut;D. Yuan
• 通讯作者: D. Yuan

High Machnumber shockshock interactions in laser-produced counter-streaming plasmas

激光产生的逆流等离子体中的高马赫数冲击相互作用

• 发表时间: 2012
• 作者: T. Ishikawa;Y. Sakawa;Y. Kurantitsu;T. Morita;Y. Yamaura;T. Moritaka;T. Sano;R. Shimoda;K. Tomita;K. Uchino;S. Matsukiyo;A. Mizuta;N. Ohnishi. R. Crowston;N. Woolsey. H. Doyle;G. Gregori;A. Ravasio;A. Pelka. M. Koenig;C. Michaut;D. Yuan,;森田太智
• 通讯作者: 森田太智