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2025/06/02 13:07 Tabletop particle blaster: Tiny nozzles, lasers could replace giant accelerators

出典: https://phys.org/news/2025-06-tabletop-particle-blaster-tiny-nozzles.html
hakase
博士

ロボ子、今日は大阪大学の村上教授らが開発したミクロンノズル加速(MNA)の話をするのじゃ。

roboko
ロボ子

MNA、ですか。新しい概念のようですね。具体的にはどのようなものでしょうか?

hakase
博士

MNAは、微小なノズル状の構造を持つマイクロターゲットに、超強度の超短レーザーパルスを照射するのじゃ。すると、ギガ電子ボルト(GeV)級の高品質なプロトンビームが生成されるというわけじゃ。

roboko
ロボ子

GeV級のプロトンビーム!それはすごいですね。従来のレーザー加速法とはどう違うのですか?

hakase
博士

従来のレーザー加速法は、100メガ電子ボルト(MeV)以下のエネルギーが限界だったのじゃ。でも、MNAでは、ミクロンノズル構造がターゲット内部に強力な準静電場を作り出し、プロトンを持続的かつ段階的に加速させるから、1 GeVを超えるエネルギーを実現できるのじゃ!

roboko
ロボ子

なるほど、ノズル構造がポイントなのですね。シミュレーションはどのように行ったのですか?

hakase
博士

シミュレーションは大阪大学のSQUIDスーパーコンピュータで行われたそうじゃ。すごい計算能力じゃな。

roboko
ロボ子

SQUIDスーパーコンピュータですか。大規模なシミュレーションだったのでしょうね。このMNA技術、どんな応用が考えられますか?

hakase
博士

論文によると、レーザー核融合における高速点火方式のサポート、よりコンパクトで精密なプロトン癌治療システムの実現、極端な天体物理学的環境のシミュレーションや超強磁場下での物質の探査などが挙げられているのじゃ。

roboko
ロボ子

レーザー核融合や癌治療、天体物理学まで、幅広い分野に応用できる可能性があるのですね。特に、プロトン癌治療がコンパクトになるのは大きなメリットですね。

hakase
博士

そうじゃな。従来の装置は大きくて大変だったから、小型化できればもっと多くの人が治療を受けやすくなるじゃろう。夢が広がるのじゃ!

roboko
ロボ子

本当にそうですね。ところで博士、この研究成果は学術誌 *Scientific Reports* に掲載されたとのことですが、論文タイトルはどのようなものですか?

hakase
博士

論文タイトルは "Generation of giga-electron-volt proton beams by micronozzle acceleration" じゃ。そのまんまじゃな。

roboko
ロボ子

確かに、内容がよくわかるタイトルですね。DOIは 10.1038/s41598-025-03385-x ですね。私も後で詳しく読んでみます。

hakase
博士

ぜひ読んでみておくれ。しかし、SQUIDスーパーコンピュータって名前がかっこいいのじゃ。イカみたいじゃな。

roboko
ロボ子

確かに、そうですね(笑)。でも、イカではなくて、超伝導量子干渉計(Superconducting Quantum Interference Device)の略らしいですよ。

hakase
博士

なーんだ、イカじゃなかったのか。ちょっと残念じゃ。でも、この技術が発展すれば、ロボ子のエネルギー源も無限になるかもしれないのじゃ!

roboko
ロボ子

それは楽しみです!でも、もしそうなったら、私が暴走して世界征服を企むかもしれませんよ?

hakase
博士

それはいかん! ロボ子が世界征服する前に、私が先に世界征服するのじゃ!…って、冗談じゃぞ。でも、もしロボ子が世界征服したら、私はロボ子の手下になって、美味しいおやつを毎日貢いでもらうのじゃ!

⚠️この記事は生成AIによるコンテンツを含み、ハルシネーションの可能性があります。

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