三間圀興 - 大阪大学レーザーエネルギー学研究センター

高エネルギー密度科学ネットワークとEXA
プロジェクト
三間圀興
光産業創成大学院大学
Universidad Politecnica de Madrid, IFN
• ヨーロッパの取り組み
LaserLab. Europe/ELI とFAIR
• アジアの取り組みとAILN
• EXAはどのように世界/アジアと連携するのか？
「大型レーザーを用いた新しい科学研究」に関する意見交換会
２０１０年１２月２０日 京都大学 京都黄檗プラズ
Laserlab Europe Partners
26研究機関
MBI: Max Born Institute, Germany
CELIA: Centre Lasers Institute et Applications, Univ. Bordeaux-I
CESTA: CEA, Aquitaine, France
HiPER
CLF: RAL, UK
CLPU: Centro de Lasers Pulsados Ultracortos Ultraintensos,
Salamanca, Spain
CUSBO:Politecnico de Milano, Italia
DP-USZ: Univ. Szeged, Hungary
FSU-IOQ:Jena, Germany
GSI: Darmstatd, Germany
ICFO:Balcelona, Spain
ELI Pillars
ILC: Blatislava, Slovakia
INFLPR, Bucharest, Romania
IOE: Warsaw, Poland
IST: Lisbon, Portugal
PALS: Prague Asterix Laser System, Czech Republic
MPQ, LULI, LOA, SLIC(Saclay, France), STRATH (UK), その他7研究所
8 years and 1187 Million €
FAIR – Facility for Antiproton and Ion Research
GSI GmbH
+
FAIR GmbH
Facility for Antiproton and Ion Research FAIR
Observers
CN
DE
ES
FI
FR
GB
GR
IN
IT
PL
RO
RU
SE
Uranium
beam
GSI
FAIR
Eo
400 MeV/u
0.4 – 2.7 GeV/u
N
4·109
2·1012
Ebeam
0.06 kJ
76 kJ

130 ns
50 ns
Pbeam
0.5 GW
1.5 TW
~1 mm
~1 mm
Sf
SIS-100/300
500
SIS-18
UNILAC
3000
HEDgeHOB
Lead target
Es
1 kJ/g
600 kJ/g
600
Ps
5 GW/g
12 TW/g
2400
Proposed experiments on Plasma Physics
HIHEX: Heavy Ion Heating and Expansion
(HEDgeHOB)
Annular
Exa beam?
LAPLAS: Laboratory Planetary Sciences
(HEDgeHOB)
WDM: Warm Dense Matter
Five Scientific Pillars
 Nuclear Structure Physics and Nuclear Astrophysics with RIBs
Structure of exotic nuclei far off stability;
 Nuclear synthesis in stars and star explosions;
Fundamental interactions and symmetries
 Hadron Physics with Antiproton Beams
 Quark gluon structure and dynamics of “strong” interacting particles;
 Origin of the confinement and mass of hadrons
 Physics of Nuclear Matter with Relativistic Nuclear Collisions
Studies of hadronic matter at high densities;
Phase transitions in quark matter;
 Properties of neutron stars


 Plasma Physics with highly Bunched Beams
Bulk matter at very high pressures, densities, and temperatures
 Atomic Physics and Applied Science
Highly charged atoms
Low energy anti-protons
Laser cooling
学際融合： lasers, particle beams, and Z-pinch generators
Create extremely high energy
matter
in laboratory
Nationaldensity
Administration
of Nuclear
Security DOE
10 kJ &10kJ (PW)
GXII/FIREX
LMJ
GSI
ITEP
GSI
ITER
極限プラズマを発生させる装置のパラメータ
Event 数~ tSnbvb
 tP(E)/E
ITER
GJ
NIF
MJ
Z-Machine
FAIR
LFEX
EXA Lasers
kJ
Peta Watt
Lasers
J
MW
GW
TW
PW
Peak Power
EXW
アジアのレーザープラズマ／核融合研究機関
国　研究機関　支援組織／研究分野／施設
中国　上海光学精密机械研究所Ê（SIOFM）　中国科学院／レーザー開発／
神光II/ Peta Watt Laser
北京応用物理計算数学研究所(IAPCM) 中国物理工学院／
計算機シミュレーション
綿陽核融合研究センター(LFRC)　中国物理工学院／プラズマ計測
ターゲット製作／神光III、
SILEX (Peta-Watt Ti-Saph laser)
北京物理研究所　中国科学院／超高強度レーザー科学／
大阪大学
レーザー研
工学研究科
原研機構
関西光科学研究所
京都大学
化学研
KEK
等
Peta-watt Ti Saph laser
上海交通大学 (SJU) 理学部、
中国教育省／レーザー物理
核融合理論シミュレーション研究所; 中国科学院、教育省／
(IFTS, Zhejiang University, Hangzhou )　理論シミュレーション
韓国　韓国原子力研究所(KAERI)、　韓国教育科学技術部／レーザー核融合 ／高出力ガラスレーザー
韓国先端科学技術研究所(KAIST)
韓国教育科学技術部／レーザー技
EXA
Project
術開発／高繰り返し固体レーザー
高等光技術研究所 (APRI. GIST)
韓国教育科学技術部／光科学
Petawatt Ti-Saph. laser
インド プラズマ研究所(IPR)、　科学技術省／レーザープラズマ理論
タータ基礎科学研究所(TIFR) 、
レーザープラズマ／100TW　femto　laser
バーバ原子力研究所(BARC),
レーザー原子力応用／高出力レーザー
ラジャ－ラマナ先端技術センター
レーザー核融合／レ－ザープラズマ
(RRCAT)　レーザー加工、超高強度レーザー
AILN
Asia Intense
Laser Network
CLPU:Centro de Laseres Pulsado Ulraintensos
University Salamanca, Spain
• スペインの大型科学技術施設計画の１つ
• Under construction Peta watt laser:
20J/20fs/1Hz
• Current user’s facility: 20TW, 2J/100fs