超高圧の光で加熱された物質が、光を押し戻す条件を理論的に発見(高強度レーザー照射で解明)

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研究成果のポイント
・高強度の光と物質の相互作用において、物質が星の内部に匹敵する超高圧のプラズマ状態に加熱され、プラズマの表面張力が光を押し戻すという概念を提唱。
・これまでの高強度レーザーのエネルギーでは、光に匹敵する圧力まで物質を加熱することができず、光を押し戻す状況は考えられてこなかった。
・光と物質が創る極限的な高圧力状態の理解に基礎科学として貢献し、レーザーを用いた核融合など応用研究に指標を与える。

概要
大阪大学レーザー科学研究所(所長 兒玉了祐)の岩田夏弥(いわたなつみ)特任研究員(常勤)、千徳靖彦(せんとくやすひこ)教授らの研究グループは、高強度の光と物質の相互作用において、物質が星の内部に匹敵する超高圧のプラズマ状態に加熱され、プラズマの表面張力が光を押し戻すことを、世界で初めて理論的に明らかにしました。この理論は、これまでに発表されている実験に新解釈を与えるものです。

従来の高強度レーザーのエネルギーでは、光に匹敵する圧力まで物質を加熱することができず、加熱された物質がレーザー光を押し戻す状況に達するとは考えられていませんでした。今回、岩田夏弥特任研究員らの研究グループは、レーザー科学研究所の最先端の高強度レーザーを物質に照射すると、超高圧のプラズマ状態に加熱された物質がレーザー光を押し戻す条件が成立することを、プラズマの表面張力という新しい概念を用いて理論的に解明しました。強い光と物質との相互作用の基本的な性質の一つを明らかにした本成果は、高温・高密度プラズマ中で起こる様々な現象の解明に貢献するものです。レーザー光で超高圧プラズマを生成し、その特性を理解して制御することで、星の内部や宇宙空間に満たされているプラズマが作り出す様々な天文現象を解明し、実験室宇宙物理学の進展に寄与することができ、また高効率の粒子加速とその医療応用や、核融合エネルギー開発など革新的な技術の進展に繋がることが期待されます。

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