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論文

Towards a novel laser-driven method of exotic nuclei extraction-acceleration for fundamental physics and technology

西内 満美子*; 榊 泰直*; Esirkepov, T. Zh.*; 西尾 勝久; Pikuz, T. A.*; Faenov, A. Ya.*; Skobelev, I. Yu.*; Orlandi, R.; Pirozhkov, A. S.*; 匂坂 明人*; et al.

Plasma Physics Reports, 42(4), p.327 - 337, 2016/04

 被引用回数:5 パーセンタイル:42.53(Physics, Fluids & Plasmas)

ペタワットレーザーと原子核物理学の技術を組み合わせることで、エキゾチック原子核の性質の測定を決定的に可能にする。数値シミュレーションとレーザー駆動実験により、我々は論文、西内等、Phys. Plasmas 22, 033107 (2015)で提案された「レーザー駆動エキゾチック核抽出-加速法」の展望について紹介する。この方法の特徴は、(1)フェムト秒ペタワットレーザーを、外部イオンビームによって破砕された原子核標的に照射し、(2)そして生成された短寿命の重エキゾチック原子核を数GeVの多価電荷としてまとめて一気に加速する、という画期的な方法である。

論文

On the problems of relativistic laboratory astrophysics and fundamental physics with super powerful lasers

Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; 神門 正城; Koga, J. K.; 近藤 公伯; Korn, G.*

Plasma Physics Reports, 41(1), p.1 - 51, 2015/01

 被引用回数:47 パーセンタイル:0.98(Physics, Fluids & Plasmas)

We discuss the ways towards modelling of astrophysical processes and extreme field regimes with superpower lasers. This will enable modelling under terrestrial laboratory conditions the processes in astrophysical objects and paves the way to experimental verifications using ultra intense lasers.

論文

Dependence of the ion energy on the parameters of the laser pulse and target in the radiation-pressure-dominated regime of acceleration

Echkina, E. Yu.*; Inovenkov, I. N.*; Esirkepov, T. Z.; Pegoraro, F.*; Borghesi, M.*; Bulanov, S. V.

Plasma Physics Reports, 36(1), p.15 - 29, 2010/01

When the laser pulse radiation pressure is dominant, the efficiency of the laser energy transformation into the energy of relativistic ions is very high. The energy and luminosity scalings in the RPDA regime are presented.

論文

Dependence of the ion energy on the parameters of the laser pulse and target in the radiation-pressure-dominated regime of acceleration

Echkina, E. Yu.*; Inovenkov, I. N.*; Esirkepov, T. Z.; Pegoraro, F.*; Borghesi, M.*; Bulanov, S. V.

Plasma Physics Reports, 36(1), p.15 - 29, 2010/01

 被引用回数:7 パーセンタイル:95(Physics, Fluids & Plasmas)

When the dominant mechanism for ion acceleration is the laser radiation pressure, the conversion efficiency of the laser energy into the energy of relativistic ions may be very high. Stability analysis of a thin plasma layer accelerated by the radiation pressure shows that Raleigh-Taylor instability may enhance plasma inhomogeneity. In the linear stage of instability, the plasma layer decays into separate bunches, which are accelerated by the radiation pressure similarly to clusters accelerated under the action of an electromagnetic wave. The energy and luminosity of an ion beam accelerated in the radiation pressure dominated regime a calculated.

論文

Interaction of electromagnetic waves with plasma in the radiation-dominated regime

Bulanov, S. V.*; Esirkepov, T. Z.; Koga, J. K.; 田島 俊樹

Plasma Physics Reports, 30(3), p.196 - 213, 2004/03

 被引用回数:105 パーセンタイル:3.85(Physics, Fluids & Plasmas)

放射の反作用の効果が優勢な条件の下でのプラズマ粒子と相対論的高強度電磁波との相互作用,レーザー-クラスター相互作用による短パルス電磁放射、及び薄いプラズマスラブへの放射圧の作用によるイオン加速について考察する。さらに、対向伝播プラズマ破砕波すなわち相対論的飛翔放物鏡によるレーザーパルス圧縮,周波数上昇、及び集光に基づいて、超高強度電磁場を生成する手法についても示唆する。

論文

Formation of a charge-exchange target for fast ions in the plasma of large-scale toroidal devices under NBI conditions

Mironov, M. I.*; Khudoleev, A. V.*; 草間 義紀

Plasma Physics Reports, 30(2), p.164 - 168, 2004/02

 パーセンタイル:100(Physics, Fluids & Plasmas)

高エネルギー荷電交換計測により、水素様不純物イオンによる水素イオンの中性化によって生成される高速原子の分布関数を決定することができる。分布関数を得るためには、プラズマ中でのターゲットイオンの成分と空間分布を知る必要がある。荷電交換標的粒子は、不純物原子核と加熱用中性粒子ビームとの相互作用で生成される。中性粒子ビームと計測装置との位置関係に基づき、ターゲット粒子の軌跡を計算する必要がある。実際のトカマク配位での不純物イオンのバランスを構築する原子の基礎過程を考慮するモデルが提案されている。JT-60Uプラズマへこのモデルを適用する。荷電交換原子束の形成機構を調べた。荷電交換束への異なったビーム入射装置の相対的な寄与を評価した。計算結果に基づき、固定した分析器を用いたイオン分布関数の局所的な測定の方法を提案する。

論文

Concerning the maximum energy of ions accelerated at the front of a relativistic electron cloud expanding into vacuum

Bulanov, S. V.*; Esirkepov, T. Z.; Koga, J. K.; 田島 俊樹; Farina, D.*

Plasma Physics Reports, 30(1), p.18 - 29, 2004/01

 被引用回数:43 パーセンタイル:16.03(Physics, Fluids & Plasmas)

高強度レーザー-プラズマ相互作用により生じる高速イオンのエネルギーが電子エネルギーをはるかに上回る領域があり得ることを2次元PICシミュレーションにより示す。この現象は、強い荷電分離の条件の下で真空中に広がっていく相対論的電子雲中に形成される電場の中でのイオン運動を記述する理論モデルの枠内で説明することができる。相対論的電子雲の前面において加速される高速イオンの最大エネルギーの上限を示す。

論文

Drift stabilization of internal resistive-wall modes in tokamaks

Konovalov, S. V.; Mikhailovskii, A. B.*; Tsypin, V. S.*; Galv$~a$o, R. M. 0.*; Nascimento, I. C.*

Plasma Physics Reports, 29(9), p.779 - 784, 2003/09

 被引用回数:2 パーセンタイル:92.46(Physics, Fluids & Plasmas)

内部抵抗性壁モード(RWM)のドリフト効果による安定化の問題を理論的に調べた。このモデルでは、ドリフト効果が無いとき、壁が無ければ不安定で理想壁があるときは安定であることを基本的に仮定している。抵抗性壁モードの発生初期はテアリングモードの不安定化で始まるとして、テアリングモードの指標を壁がある場合と無い場合について求め、反磁性ドリフトの効果が重要であることを理論的に示した。内部抵抗性壁モードの安定性を、現存する多くのトカマク装置に対して検討し、現状のトカマク装置ではドリフトによる安定化効果はほとんどないが、トカマク炉クラスにおいては、安定化効果があることを明らかにした。

論文

Fundamental physics with an X-ray free electron laser

田島 俊樹

Plasma Physics Reports, 29(3), p.231 - 235, 2003/03

 被引用回数:5 パーセンタイル:80.23(Physics, Fluids & Plasmas)

近年世界の色々の研究所で高エネルギー電子線を使った非常に輝度の高いコヒーレントなオングストローム波長帯のX線自由電子レーザーを作るための考察や計画が進んでいる。こうした第四世代光源の装置をうまく使うことで今までにない新しい応用が開かれてくる。これは、今までの放射光応用の領域(生物や物性)に加え、基礎物理の課題で今まで研究の緒につかなかったいくつかの先端領域が含まれる。例えば、光核反応,コヒーレント$$gamma$$線発生,非線型場理論の検証等である。これらについて考察を加える。

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