高強度レーザー照射下の非平衡輻射プラズマ物理の研究

高强度激光辐照下非平衡辐射等离子体物理研究

• 批准号: 15K21767
• 负责人: 千徳 靖彦
• 金额: $ 34.44万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Home-Returning Researcher Development Research)
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016 至 2018
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15K21767/
• 关键词: 高エネルギー密度; 超高強度レーザー; 非平衡プラズマ; X線輻射; レーザーイオン加速; 粒子シミュレーション; イオン加速; プラズマ･核融合; 計算物理

本研究は帰国発展研究として, 申請代表者(千徳)が米国ネバダ大学リノ校・教授を平成28年6月末に退職し, 帰国後, 大阪大学レーザー科学研究所・教授に着任した後平成28年8月より開始した. 研究の目的は高エネルギー密度科学, 特にペタワット級・超高強度レーザー生成プラズマ中の非平衡輻射物理の理論基盤の構築である. 衝突・イオン化などの原子過程, X線輻射過程・輸送過程を含めた先駆的プラズマ電磁粒子コードPICLSを開発し, レーザープラズマ相互作用のシミュレーションのプラットフォームとして, クラスター計算機システムを阪大レーザー研に整備した. PICLSコードは公開されており研究者・大学院生に広く利用され研究に活用されている.帰国発展の支援により国内外の研究者と連携関係を強化し共同研究環境を構築することができた. 実施した共同研究としては, 輻射過程のモデル構築を広島大学城﨑准教授, 米国ネバダ大学リノ校・Mancini教授とSawada准教授等とともに行った. 実験研究者との共同研究として, 理研播磨研究所の犬伏氏・薮内氏(テーマ「高速電子励起のKα線の増幅」), 量子科学技術研究開発機構の西内氏・甲賀氏(テーマ「高Zイオン加速」・「「ペタワットレーザー加熱物理」), レーザー研の余語准教授他(テーマ「ピコ秒パルスによる高効率プロトン加速」), 藤岡教授他(テーマ「ピコ秒ペタワットレーザーによる高密度プラズマの高速加熱」)などを展開した. 特に, 世界最先端レーザーシステムである阪大レーザー研LFEXレーザーや関西光科学研究所(QST)のJ-KAREN-Pレーザーなどペタワット級レーザーによる相対論的レーザープラズマ相互作用におけるプラズマ形成, エネルギー吸収過程, プラズマ加熱過程, 電子・イオンの加速機構の解明に関して研究を加速度的に進めることができた.2年8ヶ月の帰国発展支援期間に, 研究成果としてNature Communications(4編), Physical Review Letters(1編), Scientific Reports(1編)を含む15編の論文(国際共著論文9編)を発表し, 学会等で62件(国際会議39件, 招待講演10件)の成果報告を行った. これまでのレーザープラズマ物理学, 特に相対論的電子加速, レーザーイオン加速, 高密度プラズマ中のエネルギー輸送に関する理論研究への貢献と, 革新的且つ独創的なシミュレーション技法の確立が評価され, 2018年9月に米国物理学会フェローに選出された.

発 exhibition research this study は 帰 countries と し て, apply for representatives (thousand DE) が m ネ バ ダ university リ ノ school, professor を pp.47-53 し に quitting work, 28 years in late June after 帰 countries, Osaka university レ ー ザ ー science institute, professor に with ren し た pp.47-53 after August 28 years よ り began し た. Research purpose の は エ ネ ル ギ ー density of science, especially に ペ タ ワ ッ ト level, ultra-high strength レ ー ザ ー generated プ ラ ズ マ の non-equilibrium radiation physical の theory base plate の build で あ る. Conflict, イ オ ン change な ど の atomic process, X-ray radiation, conveying process contains を め た 駆 first プ ラ ズ マ electromagnetic particle コ ー ド PICLS を open 発 し, レ ー ザ ー プ ラ ズ マ interaction の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン の プ ラ ッ ト フ ォ ー ム と し て, ク ラ ス タ ー computer シ ス テ ム を e. big レ ー ザ ー gearing up to grind に し た. PICLS コ ー ド は public さ れ て お り researchers, born に college, hiroo く using さ れ research に transfer さ れ て い る. The 帰 country has developed <s:1> support for によ 帰 domestic and foreign <s:1> researchers と to connect and coordinate を to strengthen the <s:1> joint research environment を and build する する とがで た た た た た た た た. Be applied し た joint research と し て は, radiation process の モ デ ル build を hiroo island 﨑 quasi, a professor at the university city, the U.S. ネ バ ダ university リ ノ school, professor Mancini と Sawada associate professor etc と と も に line っ た. Be 験 researchers と の joint research と し て, riken institute of sowing grinding の dog FuShi · serval negroponte (テ ー マ "high-speed electronic excitation の raised alpha の K line picture"), quantum science and technology research and open 発 institutions の west, negroponte armour, hayes (テ ー マ "high Z イ オ ン acceleration", "" ペ タ ワ ッ ト レ ー ザ ー heat physics"), レ ー ザ ー research の language more than associate professor he (テ ー マ "ピ コ seconds パ ル ス に よ る high working rate プ ロ ト ン acceleration"), as fujioka professor he (テ ー マ "ピ コ seconds ペ タ ワ ッ ト レ ー ザ ー に よ る high-density プ ラ ズ マ の high-speed heating") な ど を expand し た. に, The world's most apex レ ー ザ ー シ ス テ ム で あ る e. big レ ー ザ ー research LFEX レ ー ザ ー や masato west light science institute (QST) の J - KAREN - P レ ー ザ ー な ど ペ タ ワ ッ ト level レ ー ザ ー に よ る phase theory of seaborne レ ー ザ ー プ ラ ズ マ interaction に お け る プ ラ ズ マ formation, エ ネ ル ギ ー 収 absorption process, プ ラ ズ マ heating process, electronic イ オ ン の accelerate institutional の interpret に masato し て research を acceleration に into め る こ と が で き た. 2 years of aug ヶ の 帰 countries 発 に during exhibition support, research と し て Nature Communications (4), Physical Review Letters(1 editorial), Scientific Reports(1 editorial)を containing む15 editorial papers (9 international co-authored papers)を publication list を, academic societies, etc. で62 items (39 international conferences) Entertaining speech 10) の results report line を っ た. こ れ ま で の レ ー ザ ー プ ラ ズ マ physics, theory of seaborne に phase of electron acceleration, レ ー ザ ー イ オ ン acceleration, high-density プ ラ ズ マ in の エ ネ ル ギ ー conveying に masato す る theory research へ と の contribution, innovative and つ original な シ ミ ュ レ ー シ ョ ン techniques の establish が review 価 さ れ, In September 2018, the に physical Society of the United States フェロ に に に selected された.

项目成果

Ponderomotive scaling in the radiative damping regime

• DOI: 10.1063/1.4995256
• 发表时间: 2017-09
• 期刊: Physics of Plasmas
• 影响因子: 2.2
• 作者: R. Pandit;Edward Ackad;E. D'humieres;Y. Sentoku

相対論的極短パルスレーザーによる高価数イオン加速と非平衡輻射プラズマ形成に関するシミュレーション研究

相对论性超短脉冲激光高数离子加速与非平衡辐射等离子体形成模拟研究

• 发表时间: 2018
• 作者: 川人大希;白戸高志;千徳靖彦;岩田夏弥;千徳靖彦
• 通讯作者: 千徳靖彦

Power law energy distribution formation in relativistic over-picosecond laser-foil interactions

相对论性超皮秒激光-箔相互作用中幂律能量分布的形成

• 发表时间: 2018
• 作者: 川人大希;白戸高志;千徳靖彦;岩田夏弥;千徳靖彦;岩田夏弥;東直樹;白戸高志;岩田夏弥;千徳靖彦;岩田夏弥
• 通讯作者: 岩田夏弥

Direct ion heating in overdense plasmas through the Brillouin instability driven by relativistic whistler waves

通过相对论哨声波驱动的布里渊不稳定性在过密等离子体中进行直接离子加热

• 发表时间: 2017
• 作者: 川人大希;白戸高志;千徳靖彦;岩田夏弥;千徳靖彦;岩田夏弥;東直樹;白戸高志;岩田夏弥;千徳靖彦;岩田夏弥;白戸高志;東直樹;佐野孝好;千徳靖彦;岩田夏弥;東直樹;白戸高志;佐野孝好;千徳靖彦;岩田夏弥;東直樹;白戸高志;千徳靖彦;岩田夏弥;東直樹;城﨑知至;千徳靖彦;岩田夏弥;佐野孝好
• 通讯作者: 佐野孝好

Characterizing keV plasmas driven by nano-focused XFEL pulses in solid iron

表征固体铁中由纳米聚焦 XFEL 脉冲驱动的 keV 等离子体

• 发表时间: 2017
• 作者: 川人大希;白戸高志;千徳靖彦;岩田夏弥;千徳靖彦;岩田夏弥;東直樹;白戸高志;岩田夏弥;千徳靖彦;岩田夏弥;白戸高志;東直樹;佐野孝好;千徳靖彦;岩田夏弥;東直樹;白戸高志;佐野孝好;千徳靖彦;岩田夏弥;東直樹;白戸高志;千徳靖彦;岩田夏弥;東直樹;城﨑知至;千徳靖彦;岩田夏弥;佐野孝好;城崎知至;千徳靖彦
• 通讯作者: 千徳靖彦