磁気双極子渦形成によるレーザーイオン加速

Laser ion acceleration via dipole vortex formation

中村 龍史; Esirkepov, T. Z.; Koga, J. K.; Bulanov, S. V.

Nakamura, Tatsufumi; Esirkepov, T. Z.; Koga, J. K.; Bulanov, S. V.

医療応用を目的とした高強度レーザーによる高エネルギーイオン発生の研究は多くの研究機関において積極的に進められている。解決すべき課題の一つが、イオンエネルギーの増大である。このために、臨界密度近傍のプラズマを利用することが効果的と考えられる。そこで超高強度レーザーの照射により形成される磁気双極子渦を利用したイオン加速について考察する。この磁気渦は複雑な振る舞いを示し、ある条件下では強い電界を誘起しイオンを高エネルギーまで加速することができる。本研究では、磁気渦加速のメカニズムとエネルギースケーリングについて講演する。

Laser ion acceleration has been intensively studied in may institute from the perspective of medical applications. One of the critical issue is to enhance the accelerated ion energy. For that purpose, using a near-critical density target is considered to be beneficial due to the high coupling of laser energy to plasmas. In this research, we studied ion acceleration by using formation of dipole magnetic vortex. The behavior of dipole vortex is complicated, but by controlling them, intense electric field could be induced inside the plasma. We show how to control them and obtain the energy scaling by vortex acceleration.