高エネルギー密度科学ネットワークとEXAプロジェクト

• 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？

三間圀興光産業創成大学院大学Universidad Politecnica de Madrid, IFN

「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

MBI: Max Born Institute, GermanyCELIA: Centre Lasers Institute et Applications, Univ. Bordeaux-ICESTA: CEA, Aquitaine, France HiPERCLF: RAL, UKCLPU: Centro de Lasers Pulsados Ultracortos Ultraintensos,

Salamanca, SpainCUSBO:Politecnico de Milano, ItaliaDP-USZ: Univ. Szeged, HungaryFSU-IOQ:Jena, GermanyGSI: Darmstatd, GermanyICFO:Balcelona, Spain ELI PillarsILC: Blatislava, SlovakiaINFLPR, Bucharest, RomaniaIOE: Warsaw, PolandIST: Lisbon, PortugalPALS: Prague Asterix Laser System, Czech RepublicMPQ, LULI, LOA, SLIC(Saclay, France), STRATH (UK), その他7研究所

Laserlab Europe Partners 26研究機関

FAIR – Facility for Antiproton and Ion Research

GSI GmbH FAIR GmbH+

CN DE ES FI FR GB GR IN IT PL RO RU SE

8 years and 1187 Million €

Observers

Facility for Antiproton and Ion Research -FAIR

UNILAC

SIS-18

SIS-100/300

HEDgeHOB

GSI FAIR400 MeV/u 0.4 – 2.7 GeV/u

N

0.06 kJ 76 kJ

130 ns 50 ns

0.5 GW 1.5 TW

~1 mm ~1 mmLead target

1 kJ/g 600 kJ/g

5 GW/g 12 TW/g

Uranium beam

Eo

4·109 2·1012 500E

beam

Pbeam 3000

Sf

Es 600

Ps 2400

Proposed experiments on Plasma Physics

HIHEX: Heavy Ion Heating and Expansion

(HEDgeHOB)

LAPLAS: Laboratory Planetary Sciences

(HEDgeHOB)

WDM: Warm Dense Matter

AnnularExa beam?

Nuclear Structure Physics and Nuclear Astrophysics with RIBsStructure 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 BeamsBulk matter at very high pressures, densities, and temperatures

Atomic Physics and Applied ScienceHighly charged atomsLow energy anti-protonsLaser cooling

Five Scientific Pillars

10 kJ &10kJ (PW) GXII/FIREX

ITER

GSI

LMJ

GSI ITEP

National Administration of Nuclear Security DOE学際融合： lasers, particle beams, and Z-pinch generatorsCreate extremely high energy density matter in laboratory

極限プラズマを発生させる装置のパラメータ

GJ

MJ

kJ

J

MW GW TW PW EXW

ITER

FAIRNIF

LFEX

Peta Watt Lasers

EXA Lasers

Z-Machine

Peak Power

Event 数~ tSnbvb tP(E)/E

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

EXA Project

　　　　　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／ 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

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　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

AILNAsia Intense Laser Network

CLPU:Centro de Laseres Pulsado UlraintensosUniversity 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