Research Abstract


Kilotesla Magnetic Field due to a Capacitor-Coil Target Driven by High Power Laser

2013年1月30日 Scientific Reports 3 : 1170 doi: 10.1038/srep01170

実験室内で強い磁場を生成することによって、プラズマ物理学やビーム物理学、宇宙物理学や太陽物理学、物質科学、原子分子物理学において新たなフロンティアを開くことが可能になる。金属チューブやプラズマ球殻の爆縮を用いた磁束の圧縮により、キロテスラ(kT)磁場はすでに生成されているが、複数箇所からの接続性やより良く制御された磁場形状が望まれている。今回我々は、2枚のニッケル円盤をUターンコイルでつないだキャパシターコイルターゲットを用いて、強磁場発生を行った。このキャパシターを、激光XII号レーザーの2本のビーム(総エネルギー1 kJ、パルス幅1.3 ns、波長0.53または1 μm、強度5×1016 W/cm2)で照射した。ファラデー効果を用いて、コイルから650 μm離れた点で最大1.5 kTの磁束密度を観測した。

藤岡 慎介1, Zhe Zhang1, 石原 和大1, 重森 啓介1, 弘中 陽一郎1, 城崎 知至2, 砂原 淳3, 山本 直嗣4, 中島 秀紀4, 渡辺 二太5, 白神 宏之1, 西村 博明1 & 疇地 宏1

  1. 大阪大学 レーザーエネルギー学研究センター
  2. 広島大学 大学院工学研究院 エネルギー・環境部門
  3. 公益財団法人 レーザー技術総合研究所 理論・シミュレーションチーム
  4. 九州大学 先端エネルギー理工学専攻
  5. 大学共同利用機関法人 自然科学研究機構 核融合科学研究所
Laboratory generation of strong magnetic fields opens new frontiers in plasma and beam physics, astro- and solar-physics, materials science, and atomic and molecular physics. Although kilotesla magnetic fields have already been produced by magnetic flux compression using an imploding metal tube or plasma shell, accessibility at multiple points and better controlled shapes of the field are desirable. Here we have generated kilotesla magnetic fields using a capacitor-coil target, in which two nickel disks are connected by a U-turn coil. A magnetic flux density of 1.5 kT was measured using the Faraday effect 650 μm away from the coil, when the capacitor was driven by two beams from the GEKKO-XII laser (at 1 kJ (total), 1.3 ns, 0.53 or 1 μm, and 5 × 1016 W/cm2).