Very low electron temperature in warm dense matter formed by focused picosecond soft X-ray laser pulses

集光したピコ秒軟X線レーザーパルスによる極低温Warm Dense Matterの形成

石野 雅彦; 長谷川 登; 錦野 将元; Pikuz, T. A.*; Skobelev, I. Y.*; Faenov, A.*; Inogamov, N. A.*; 河内 哲哉; 山極 満

Ishino, Masahiko; Hasegawa, Noboru; Nishikino, Masaharu; Pikuz, T. A.*; Skobelev, I. Y.*; Faenov, A.*; Inogamov, N. A.*; Kawachi, Tetsuya; Yamagiwa, Mitsuru

軟X線レーザーパルスによって物質表面で起こるアブレーション物質の電子温度の導出を試みた。アブレーションに伴って発生する可視発光の計測から、軟X線レーザーの照射によって加熱される物質の電子温度は、アブレーションの継続時間を100-1000psと仮定したとき、0.4-0.7eVと見積もることができた。導出した加熱物質の電子温度は、Warm Dense Matterと呼ばれる非平衡な物質状態の中でも極低温領域にあることが判明した。この結果から、軟X線レーザーによって物質表面で起こるアブレーションは、破砕的アブレーションの中でも明瞭なプラズマ発光を伴わない現象であると結論される。

We investigated the optical emission from the ablating surfaces induced by the irradiations of soft X-ray laser (SXRL) pulses with the aim of estimation of the maximum electron temperature. No emission signal in the spectral range of 400-800 nm could be observed despite the formation of damage structures on the target surfaces. Hence, we estimated an upper limit for the electron temperature of 0.4-0.7 eV for the process duration of 100-1000 ps. Our results imply that the ablation and/or surface modification by the SXRL is not accompanied by plasma formation but is induced by thermo-mechanical pressure, which is so called a spallative ablation. This spallative ablation process occurs in the low electron temperature region of a non-equilibrium state of warm dense matter.