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レーザによる固体の加熱機構を特性X線の自発光イメージングで解明

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May, 15, 2019, 大阪--大阪大学レーザ科学研究所の千徳靖彦教授と米国ネバダ大学リノ校の澤田寛准教授と、理研Spring-8、欧州XFEL、イエナ大学ヘルムホルツ研究所イエナ、カリフォルニア大学サンディエゴ校、ローレンスリバモア国立研究所(LLNL)の国際共同研究チームは、超高強度レーザによる固体の等積加熱のメカニズムを新しいX線計測手法により明らかにするとともに、レーザ照射された金属チタン内部が数百万度の高エネルギー密度状態になった兆候を、世界で初めて捉える事に成功した。成果はレーザにより金属内部のエネルギー状態を制御する指針を与え、高輝度X線源など将来応用が期待される新量子線源の開発につながるものである。

研究成果が社会に与える影響
 高強度赤外レーザと物質の相互作用では、温度数百万度から数千万度の超高温のプラズマが生成される。プラズマのエネルギー密度は太陽のコア周辺と同程度のエネルギー密度状態に達するため、プラズマ中では非常に強いX線輻射が起こる。そのためコンパクトなサイズで高輝度X線源を発生することが可能であり、また、太陽のコアで起こっている核融合過程を研究するために、レーザプラズマ相互作用は世界中で活発に研究が行われている。この研究で確立した計測方法とレーザ等積加熱のメカニズムの解明により、レーザ駆動高輝度X線源など高エネルギー密度科学の一層の発展が期待される。

研究成果は、Physical Review Letters 誌に掲載された。
(詳細は、https://resou.osaka-u.ac.jp/)