世界初、単発X線パルスでナノ〜サブマイクロメートル構造をカメラ一台で同時計測―微細な初期プラズマ構造がレーザー固体相互作用を劇的に変化させる機構を解明―

ターゲット
公開日

研究者情報

研究者名

Ryutaro Matsui

概要

 自然科学研究機構核融合科学研究所 太田雅人助教(研究当時 大阪大学大学院理学研究科大学院生)、大阪大学レーザー科学研究所 坂和洋一准教授、自然科学研究機構核融合科学研究所 松井隆太郎特任准教授(研究当時 京都大学大学院エネルギー科学研究科助教)、京都大学化学研究所 岸本泰明研究員、高輝度光科学研究センター 籔内俊毅主席研究員、量子科学技術研究開発機構(QST)関西光量子科学研究所 福田祐仁上席研究員を中心とした国際研究グループは、単発X線パルスを構造体に照射した際に生じる超小角から広角の回折信号をカメラ一台で同時計測する新しい計測手法を開発しました。本手法とX線自由電子レーザーを組み合わせ、ナノからサブマイクロメートルの幅広い空間スケールで、ピコ秒で進む高エネルギー密度プラズマの膨張速度を導出しました。実験・数値シミュレーションの比較から、固体表面初期プラズマのサイズが数ナノメートル増加するだけで、レーザーが微細構造固体に吸収される効率が約4分の1に低下することを明らかにしました。

 この研究成果をまとめた論文がCommunications Physicsに10月16日に掲載されました。

画像
2610-main-kishimoto.jpg
高強度フェムト秒レーザーによる微細ロッド集合体ターゲットのプラズマ化ダイナミクスに対するX線自由電子レーザーを用いた観測実験の概念図。
書誌情報

【DOI】
https://doi.org/10.1038/s42005-026-02872-5

【KURENAIアクセスURL】
http://hdl.handle.net/2433/303968

【書誌情報】
Masato Ota, Ryutaro Matsui, Melanie Rodel, Shunsuke Egashira, Tomohiro Izumi, Yoshiharu Nakagawa, Yushiro Matsumoto, Otono Kuramoto, Hiroki Ishiara, Kosuke Maeda, Tatiana Pikuz, Alexander Pirozhkov, Alejandro Laso Garcia, Lingen Huang, Alessio Morace, Takumi Minami, Kentaro Sakai, Yuji Fukuyama, Yuto Maeda, Kohei Endo, Soma Nitta, Genki Kamimura, Tomoya Taguchi, Yuki Abe, Hideaki Habara, Hirotaka Nakamura, Bruno Albertazzi, Michel Koenig, Toshinori Yabuuchi, Tadashi Togashi, Yuichi Inubushi, Keiichi Sueda, Kohei Miyanishi, Takeshi Matuoka, Norimasa Ozaki, Naoki Uehara, Yasuhiro Kuramitsu, Keisuke Shigemori, Motoaki Nakatsutsumi, Yuji Fukuda, Hiroshi Sakaguchi, Takumi Yasuda, Kazuhiro Fukami, Thomas E. Cowan, Thomas Kluge, Yasuaki Kishimoto, Youichi Sakawa (2026). Beamstop-free small-angle X-ray scattering for multiscale structure measurement of high-energy-density plasma. Communications Physics, 9, 303.