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クラスターターゲットを用いたレーザー駆動イオン加速の高エネルギー化

Energy increase in laser-driven multi-MeV ion generation using a cluster-gas target

福田 祐仁; Faenov, A. Y.; 反保 元伸; Pikuz, T. A.*; 中村 龍史; 神門 正城; 林 由紀雄; 本間 隆之; 川瀬 啓悟; 余語 覚文; 榊 泰直; Pirozhkov, A. S.; 小倉 浩一; 森 道昭; Esirkepov, T. Z.; Koga, J. K.; Boldarev, A. S.*; Gasilov, V. A.*; Magunov, A. I.*; 兒玉 了祐*; 山内 知也*; Bolton, P.; 加藤 義章; 田島 俊樹; 大道 博行; Bulanov, S. V.

Fukuda, Yuji; Faenov, A. Y.; Tampo, Motonobu; Pikuz, T. A.*; Nakamura, Tatsufumi; Kando, Masaki; Hayashi, Yukio; Homma, Takayuki; Kawase, Keigo; Yogo, Akifumi; Sakaki, Hironao; Pirozhkov, A. S.; Ogura, Koichi; Mori, Michiaki; Esirkepov, T. Z.; Koga, J. K.; Boldarev, A. S.*; Gasilov, V. A.*; Magunov, A. I.*; Kodama, Ryosuke*; Yamauchi, Tomoya*; Bolton, P.; Kato, Yoshiaki; Tajima, Toshiki; Daido, Hiroyuki; Bulanov, S. V.

サブ臨界密度プラズマ中で生成する磁気渦に起因する加速電界により、イオンが高エネルギーに加速される、という磁気イオン加速モデルに基づいた従来とは異なる手法によるレーザー駆動イオン加速の高エネルギー化に取り組んでいる。本研究では、サブ臨界密度プラズマを生成させるために、世界に先駆けて、クラスターを含むガスターゲット(以下、クラスターターゲットと呼ぶ)をイオン加速研究に導入し、従来の同規模クラスのレーザー装置を用いた場合よりもはるかに高い加速エネルギーを得ることに成功した。

We demonstrate generation of 10-20 MeV/u ions with a compact 4 TW laser using a gas target mixed with submicron clusters, corresponding to tenfold increase in the ion energies compared to previous experiments with solid targets. It is inferred that the high energy ions are generated due to formation of a strong dipole vortex structure.

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