超高強度レーザーと相対論工学

Ultraintense laser and relativistic engineering

田島 俊樹

Tajima, Toshiki

高強度レーザー中では電子の運動が相対論的になり始める。このために物質は相対論的非線形性とでもいえるような反応をレーザーに対して示す。この性質により顕著な現象やその応用が立ちあらわれる。これを巧く使えば今までの技術では到達出来なかったさまざまな利用が可能になる。コンパクトなレーザー加速はその一つである。例えば、レーザー加速の際にあらわれる航跡場を適当に制御することにより対向する第2のレーザーを極めて高強度に集光できる可能性があることを示せる。こうした超高強度場のもとで出現すると考えられる幾つかのユニークな物理現象について触れる。これは、われわれが相対論工学と呼ぼうとしている新しい技術の単に一つの例である。

Under the influence of intense laser electrons begin to behave lativistically. Matter nonlinearly reacts to laser, exhibiting the 'relativistic linearity'. Because of this property significant novel phenomena manifest themselves. By judiciously utilizing laser and matter, one can realize applications that cannot be accessed by the conventional technology before this. Compact laser acceleration is an example of this relativistic technique. A proper control of the wakefield generated during laser acceleration allows us to focus a counterpropagating another laser into a tiny spot, giving rise to a new method of compressing laser into superstrong intensity in the neighborhood of vacuum breakdown. We survey unique physical research opportunities that this new technique we call relativistic engineering can bring out.