LASER ASTROPHYSICS
レーザー宇宙物理グループ
所属: 大阪大学レーザーエネルギー学研究センター 及び 理学研究科宇宙地球科学専攻
研究室: 吹田キャンパス レーザーエネルギー学研究センター 
faca 大阪大学レーザーエネルギー学研究センターのレーザー宇宙物理研究領域のページにようこそ。"Space : final frontier"なのですが、なかなか出かけていって何が起こっているのかをみることができません。地上の我々の住む環境は、宇宙においては極めて限定的な特殊な状態です。それでも、我々は、観測結果と理論によって、体験したこともない広範はパラメータ領域の現象を理解しようとしています。ほんの少しでも、宇宙の欠片を真空容器の中に作ることができれば、何が見えるのかと、ワクワクしませんか? そんな興奮を我々と楽しんでみませんか。
                                                                                                中井光男

 我々の研究領域では、大型のレーザー装置を用いて宇宙や星の内部でしか出会うことのない高温・高密度・高エネルギー密度の状態とそこで発現される現象を実験室において再現することによって、宇宙の謎を解明しようとしています。3つの研究グループが、相互に協力し合いながら、それぞれに特徴的な課題に取り組んでいます。


 

 ◆スタッフ

中井光男(教授)坂和洋一(准教授)、重森啓介(准教授)
 

◆研究分野

実験室宇宙プラズマ物理学、地球惑星科学

◆研究の目的

  国内外の高出力・高強度レーザーを用いて宇宙でしか観測されないような高温・高エネルギー密度状態、超高速流プラズマを実験室内に実現し、プラズマ物理学、高密度・高圧物性の理解を深め、宇宙の謎を解明する。

◆共同研究・実験

国内・国外の研究者と共同研究を行い、大阪 大学やイギリス、フランス、中国の大規 模レーザー施設を利用して宇宙物理を解明します。共同研究に関しては、現在進行中のものも含め、国内10機関および イギリス、フランス、中国、合衆国などの研究者と行った実績があります。

collaboration map

◆研究テーマ

 


(1)  宇宙衝撃波と粒子加速の物理学


超新星残骸や活動銀河核、太陽フレアなどの衝撃波の波面では荷電粒子が相対論的なエネルギーにまで加速され、それが高エ ネルギー宇宙線の起源にもなってい ると考えられています。しかし、多数の理論研究がなされているにもかかわらず、実験的検証がありません。そこでレーザー 生成プラズマによる無衝突衝撃波の 形成機構を数値的にシミュレーションし、高出力レーザーで衝撃波を生成・計測し、衝撃波の構造や、粒子加速の物理、磁場 の生成機構などの解明を目指しま す。

(2)  高速度衝突実験


現在はその痕跡(クレーター)は風化のためほとんど残っていませんが、歴史の中で地球上への隕石衝突は頻繁に起こってい ました。 地球表面への隕石の衝突速度は秒速10kmを越えます。このような速度では岩石も蒸発すると考えられており、大気や海 洋,生命の起源と進化に大きな影響を 与えたでしょう。しかし、それがどのような影響なのか、定量的なことは明らかにされていません。

たとえば6500万年前の生物大量絶滅事件は、隕石の衝突によって発生した岩石蒸気や放出された塵が原因であると 考えられていますが、詳細はいま だ解明されていません。それは、このような高速度での衝突実験がほとんどなく、隕石衝突でどのようなことが起こるの かまったくわかっていないからなので す。当グループは大阪大学レーザー研の超高出力レーザーを用いて固体の弾丸飛翔体を秒速10km以上に加速する実験 を行っており、この技術を使って岩石衝 突蒸発を模擬する実験を行う計画です。


 

(3)  超高強度レーザーを用いた新たな核科学の開拓


超高強度レーザーによって生成される極限的プラズマ状態を用いることによって、核科学の新たな実験プラットフォームを実現することが可能になります。これまで実験室では実現できなかった高密度の核励起状態での、核反応現象の実証、断面積データの取得を目指します

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