高強度磁場で支配されるレーザー駆動の極限状態の生成と新機能の創出

由高强度磁场控制的激光驱动极端状态的生成和新功能的创建

• 批准号: 22K14019
• 负责人: 松井 隆太郎
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14019/
• 关键词: 高エネルギー密度プラズマ; 高強度レーザー照射実験; ターゲット作製; 高強度レーザー; 無衝突衝撃波; イオン加速; 高エネルギー密度プラズマ; 高強度レーザー照射実験; ターゲット作製; 高強度レーザー; 無衝突衝撃波; イオン加速

本研究課題は、集光強度が10^{20-22} W/cm^{2} の高強度レーザーと物質との相互作用において、ナノ工学・リソグラフィー技術によるサブマイクロメートルオーダの微細構造を付与した物質を用いることで、圧力が数M～数10 Gbar(気圧)の高エネルギー密度プラズマを生成するとともに、この過程で現出するTV/mオーダの強電場と kTオーダの強磁場を制御することでプラズマに自己組織化機能を発現できるとの着想に基づき、微細構造を適切に選択することで、慣性時間を超えてプラズマを長時間“閉じ込める”方法論を開拓することを目的とする。今年度は、これまで培った電子線リソグラフィーとプラズマエッチング技術の進展を背景に、直径100nmオーダの微小サイズの高アスペクト比（高さ／直径～50）のロッド集合体の開発を行うとともに、これまでの格子状の構造から、レーザーとの相互作用過程において高強度の磁場生成に有利な空間充填率に一定に保ったランダムな構造を有するロッド集合体を作製した。また、レーザー光を閉じ込めるメタマテリアルの概念を導入することにより、磁場生成の起源である電流を長時間維持する加速器様の機能を有する構造体の作製に成功した。また、作製した構造性媒質を用いたレーザー照射実験の環境整備（光学系の構築・観測機器の作製と設置）を実施した。具体的には、レーザー光を直径数マイクロメートルにまで集光させ、安定した照射実験が可能となるよう、ビームパターンの調整手法を修得した。さらに、プラズマの電子温度とエネルギーを計測するための電子スペクトルメータを作製し、複数回の予備実験により安定して動作することを確認した。

该研究主题基于以下想法：通过使用具有高强度强度为10^{20-22} w/cm^{2}的材料，高强度激光器具有10^{20-22} w/cm^{2} {2}的光强度的高强度强度，且高度的元素含量是多个giern gers perrest and and gyer（通过控制此过程中出现的电视/M顺序的强电场和强力磁场的产生，目的是开发一种方法，该方法可以通过适当选择微观结构来长时间“限制”等离子体。今年，迄今为止，我们已经培养了电子束光刻和等离子体蚀刻技术的进展，我们已经开发了杆组件的直径为100 nm（高度/直径约50）的杆组件，直径为100 nm，并且在先前的latt型结构中，我们已经在较高的范围内填充了较高的速率，从而在较高的结构中构造了较高的速率，以使其在较高的范围内构成了较高的填充速率，该速率是在较高的填充速度，该速率是在较高的范围内，该速率是在较高的范围内，该速率是在较高的范围内构成的，该速率是在较高的范围内构成了速率。与激光的相互作用。此外，通过引入捕获激光光的超材料的概念，我们成功地制造了一种具有类似加速器的函数的结构，该结构长期以来维持电流（这是磁场生成的起源）。此外，还进行了使用制造的结构介质（光学系统的构建，制造和观察设备安装）的激光照射实验的环境。具体而言，我们采用了一项光束模式调节技术，将激光束集中在几微米的直径上，从而允许稳定的辐照实验。此外，制造了电子光谱仪以测量血浆的电子温度和能量，并确认通过多个初步实验进行了稳定的操作。