SANKEN(ISIR)

The Institute of Scientific and Industrial Research, Osaka University

大阪大学
産業科学研究所

LAST UPDATE 2019/06/17

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    細貝知直 Tomonao HOSOKAI
    教授 Professor
  • 所属
    Professional Affiliation

    大阪大学産業科学研究所
    The Institute of Scientific and Industrial Research, Osaka University

    量子ビーム物理研究分野
    Department of Beam Physics
  • 研究キーワード
    Research Keywords

    レーザープラズマ粒子加速
    レーザープラズマ相互作用
    極短高強度レーザーパルス
    Laser plasma particle acceleration
    Laser-Plasma Interaction
    Ultra-short Intense laser pulses
研究テーマ
Research Subject
レーザー駆動粒子加速器の開発
Development of laser-driven particle accelerators

研究の背景 Background

粒子加速器は今日の基礎科学、産業、医療の発展に大きく貢献してきましたが近年は高エネルギー化と大強度化の要求に伴い巨大化の一途を辿っています。膨大な資金と立地が必要とされる巨大加速器に対する小型化への要求は高く、超高電場の新奇な加速機構による粒子加速器の飛躍的な小型化が熱望されています。

Contribution of particle accelerators to the modern basic science, industry, and medicine is invaluable. From keV to GeV electron and hadron accelerators become ingrained in society everyday lives. However in recent years, accelerator development is continuously growing with new demands for higher energy and currents, for beams in femtosecond and atto-second ranges, for nanometer scaling and high fields. New solutions in the way of miniaturization of ordinary accelerators, which are typically national facility level and require a huge amount of the cost and huge location areas, are under developing with novel acceleration mechanisms exploiting ultra-high electric fields.

研究の目標 Outcome

高強度レーザーパルスとプラズマとの相互作用で励起される電子プラズマ波を用いて電子を加速するレーザープラズマ加速に関する研究開発を進めます。プラズマとビームの挙動の詳細な理解をベースとしたプラズマ制御技術を駆使しGeV級レーザー加速器の実現を目指します。同時に、レーザープラズマ加速ビームの特徴である極短パルスビームの利用研究を推進します。

The laser plasma accelerators that use the plasma waves exited in laser pulse wakes are studied. This technique is called the laser wake field acceleration. Our goal is to realize a GeV class laser accelerators via developing of strict plasma control technology based on insightful understanding of plasma and beam behaviors. At the same time, we will promote researches on the use of ultrashort and jitter free beams, which is a feature of laser plasma acceleration.

研究図Research Figure

Fig.1. Principle of Laser Wakefield Acceleration (LWFA).

Fig.2. Plasma channel guided LWFA that enables GeV-class acceleration of electron beams with hand-held size device. (Under development)

文献 / Publications

<解説>X線自由電子レーザーを目指したレーザー航跡場加速研究の現状, 細貝知直 他, レーザー研究, 45 (2), 71-76 (2017) N. Nakanii, et.al, Phys. Rev. ST Accel. Beams, 18(2),  021303_1-6 (2015), T. Hosokai, et.al, Appl. Phys. Lett., 96(12), 121501-1_3 (2010)

研究者HP