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―
公開日:2026年10月19日
本研究は、2026年10月16日に国際学術誌「Communications Physics」に掲載されました。
京都大学化学研究所/エネルギー理工学研究所 岸本泰明 研究員/特任教授、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 助教)、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〜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。

図: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(b)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(a)。
研究領域情報
レーザー物質科学
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