【物理】超短・超高強度レーザーを使った高品質の電子ビーム　コンパクトな粒子加速器開発へ道

Cover Story : コンパクトな粒子加速器開発への道を開く

　物理学分野に良いニュースだ。粒子加速器はより安価で、小さくなる方向に向かいつつ
ある。3つの研究グループが、超短・超高強度レーザーを使ってプラズマ中に極めて高い電
場を作り出し、高品質の電子ビームを発生することに成功した。この相対論的ビームは、
コンパクトなテーブルトップサイズの粒子加速器など多数の応用が期待できる。
　Nature 9月30日（7008）号の表紙は、Geddesらによって報告されたもので、予め成形し
ておいたプラズマチャネルでレーザーパルスをガイドしたとき、レーザーパルスの放射圧
によって生じるプラズマ密度変化を示している。
http://www.nature.com/cgi-taf/dynapage.taf?file=/nature/journal/v431/n7008/index.html
　パルスは上方向に進み、密度の違いは色の違いで表してある。この密度変化に伴って、
モーターボートの航跡のように移動する電場が生じる。この電場は従来方式の加速器の電
場より数千倍も強い。

記事オリジナルはこちら
Nature Japan Highlight September 30, 2004
http://natureasia.com/japan/nature/updates/index.php?id=794&issue=7008

加速器物理学：レーザー航跡を足がかりとする電子ビーム
Thomas Katsouleas
http://www.nature.com/cgi-taf/DynaPage.taf?file=/nature/journal/v431/n7008/abs/431515a_fs.html

物理：極めて強いレーザー−プラズマ相互作用による相対論的電子の単色エネルギービーム
S. P. D. Mangles, C. D. Murphy, Z. Najmudin, A. G. R. Thomas, J. L. Collier, A. E. Dangor, E. J.
Divall, P. S. Foster, J. G. Gallacher, C. J. Hooker, D. A. Jaroszynski, A. J. Langley, W. B. Mori,
P. A. Norreys, F. S. Tsung, R. Viskup, B. R. Walton & K. Krushelnick
Nature 431, 535 - 538 (30 September 2004); doi:10.1038/nature02939
http://www.nature.com/cgi-taf/DynaPage.taf?file=/nature/journal/v431/n7008/abs/nature02939_fs.html

物理：プラズマチャネルガイディングを使ったレーザー航跡場加速器による高品質電子ビーム
C. G. R. Geddes, Cs. Toth, J. van Tilborg, E. Esarey, C. B. Schroeder, D. Bruhwiler, C. Nieter,
J. Cary & W. P. Leemans
Nature 431, 538 - 541 (30 September 2004); doi:10.1038/nature02900
http://www.nature.com/cgi-taf/DynaPage.taf?file=/nature/journal/v431/n7008/abs/nature02900_fs.html

物理：単色エネルギー電子ビームを発生するレーザープラズマ加速器
J. Faure, Y. Glinec, A. Pukhov, S. Kiselev, S. Gordienko, E. Lefebvre, J.-P. Rousseau, F. Burgy & V. Malka
Nature 431, 541 - 544 (30 September 2004); doi:10.1038/nature02963
http://www.nature.com/cgi-taf/DynaPage.taf?file=/nature/journal/v431/n7008/abs/nature02963_fs.html

これでビーム兵器が実用化できるな。

兵器に応用はできますか？

アメリカのテーブルはデカいからな・・・相対論的には

小型化って、どれぐらいだろうね。
医療関連に発展すれば、革命的な進歩が期待できそうだが。

いや、医療目的のビームはすでにあるだろ・・・・・

分子ビーム記者に立ててほしかったところ。

現在どの程度小型化できｒｙ

どんなものに応用できるのかわかりやすく
教えておくれ。
100倍速のDVD-Rができるとか？

>>2
>>3
>>5
>>9

粒子加速器開発って書いてるのになんでそんな全然関係ないことに結びつけるのか
なぞなんだが・・・・

(@�u@ ．:;)ノシ　おはようビームっ

不覚にも笑ってしまった

>>10
波動砲とは関係ありますか？

■レーザー・プラズマ加速で単色電子ビームの発生に世界で初めて成功
−超小型加速器の実現に向けて−

独立行政法人 産業技術総合研究所【理事長 吉川 弘之】（以下「産総研」という）
エネルギー技術研究部門【部門長 大和田野 芳郎】と、独立行政法人 放射線医学総合研究所【理事長 佐々木 康人】
（以下「放医研」という）重粒子医科学センター 加速器物理工学部【部長 山田 聰】は、
「レーザー・プラズマ加速」実験装置で、単色の超短パルス・高エネルギー電子ビームの発生に世界で初めて成功した。
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2004/pr20040804/pr20040804.html

放医研がド近所です。
同じくド近所の大学とは交流盛んなのかなぁ。

対消滅エンジンに応用できそうだな

aist すげーな。あいかわらず。

新種のメーザーという理解で良いのかな？

>>11
何よその変な顔文字は？ふざけてるの？

漏れが馬鹿なのだろうけど、どうもよくわからない。
今まで使ってたレーザー発信器とは違うってことだよね。
何が変わったせいで小型化できるようになったの？

>>20
新種のレーザーじゃないよ。
フェムト秒レーザーの超々高エネルギー密度を利用して強力なプラズマ波を作り
このプラズマ波に電子を乗せて加速するってハナシ。つまり新種の電子加速器ね。
加速勾配をものすごく大きくできるので、今までは巨大な装置が必要だった電子加速器を
一気に1/100とか1/1000の大きさで作れるようになる。

新種と言っても原理は30年前に提唱されていたそうだ。
>>14のリンクより

＞　レーザー・プラズマ加速の原理は、
＞　田島俊樹博士（現：原子力研究所関西研究所所長）と
＞　ドーソン教授（現：カリフォルニア大学ロスアンゼルス校）によって、
＞　30年程前に提案されていたが、原理実証はレーザー技術が発展するまで、
＞　その後約10年待たなければならなかった。

将来のノーベル賞ものかもしれない

一般的な粒子加速器に比べてどれくらいきれいな単色ビームが
得られるんだろうか？
シンクロトロンにも使えるのかな。

>>21
素人質問でスマンカッタ。
今までの電子加速器は大きな電磁界をかけたコイルのなかで加速してたのかな？
核融合の記事でレーザーを使うって言うのを見てたから混同しちゃったよ。

これで3kmで10TeVのリニアコライダーとか作れるの？

ペンサイズのレーザーポインターが、マッチ棒サイズになるのか･･･

陽子銃、反陽子銃に一歩近づいたとおもいます。

>>19
なんだと？

みんな興味ないのかよ

>>24ができたら素粒子物理は飛躍的にすすむのに

>>28
これってタンデムに並べられるの？
今回のが70GeVぐらいだそうだからざっと50段？

100段でも3kmもいらないと思うけど。

>>29
できるんじゃないのかな？
カレントは十分みたいだけど収束したビームが作れるのかな？

＞超短・超高強度レーザー
何気にスチームボーイの宣伝文句が頭に浮かびました

SUSYの発見にも役に立つかな

メガ粒子砲ですか！？

ヒロシです
何が出来ようになるのか具体的に言って貰わないとバカだからわかりません！

>>32
SUSY粒子がものすごく重くなければLHCで見つかるから
むしろ精密測定のための物になるだろう

ミノフスキー博士の降臨を待つ

これで家庭でも新しい素粒子の発見ができるな。