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

基本信息

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

项目摘要

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。

为了实验研究无碰撞冲击波的物理，作为宇宙射线的加速器起着非常重要的作用，我们使用了产生大型激光器的高速等离子体流量进行了实验。直到2012财年的结果表明，可以使用左右输出能的激光系统生成无静电冲击波。今年，我们一直在进行实验研究，以测量冲击波的详细参数。我们还进行了平行实验，其中由于电磁不稳定性（Weibel不稳定性），产生了冲击波的产生，该实验更接近宇宙环境。具体而言，有四个点：（1）测量电击波周围的电子和离子温度，（2）测量冲击波周围的电场，（3）构建磁场测量系统，（4）（4）由于电磁不稳定性而产生冲击波。关于第1和第2节中列出的血浆参数测量和电场测量，使用大阪大学（GXII）Laser和Lawrence Livermore Livermore National National National Laboratory的实验中，已经从实验中的测量中揭示了无碰撞冲击波的产生。此外，第3节中列出的磁场测量系统是在20013财年进行的实验（GXII激光）中构建的，并试图获得数据。尽管不可能获得重要的数据，但我们计划将来进一步改进它。关于4，我们将继续使用美国欧米茄/欧米茄激光器在实验中确认电磁不稳定性的生长，并将开始实验以验证国家点火设施中实验中的冲击波产生。今年，我们还计划在GXII实验中测量法拉第旋转和Zeeman效应，目的是测量冲击波和激光生成的等离子体中的自伴磁场。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

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
影响因子：
0
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
通讯作者：
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

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
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

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
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