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| モットー | 「ユニークな国の資源」 |
|---|---|
| 設立 | 1970 |
| 研究の種類 | 非公開 |
研究分野 | 強力な放射線と物質の相互作用の調査 |
| 監督 | クリストファー・ディーニー |
| スタッフ | 400 - 500人 |
| 住所 | 250 イーストリバーロード ロチェスター、NY 14623-1212 |
| 位置 | ブライトン、ニューヨーク州、アメリカ合衆国 43°06′47″N 77°37′55″W / 43.113108°N 77.632012°W / 43.113108; -77.632012 |
| 14623 | |
| 所属 | 米国エネルギー省 MIT プラズマ科学・核融合センター ニューヨーク州立大学ジニーセオ 校 ネバダ大学リノ校 ウィスコンシン大学マディソン校 |
運営機関 | ロチェスター大学 |
| Webサイト | ロチェスター |
レーザーエネルギー研究所（LLE ）は、ニューヨーク州ブライトンにあるロチェスター大学の南キャンパスの一部である科学研究施設です。この研究所は1970年に設立され、運営は米国エネルギー省、ロチェスター大学、ニューヨーク州政府の共同出資によって行われています。レーザー研究所は、極めて強力なレーザー放射と物質の相互作用を含む高エネルギー物理学を調査するために委託されました。施設での科学的実験は、オメガレーザー施設を使用して、慣性閉じ込め、直接駆動、レーザー誘起核融合、基礎プラズマ物理学および天体物理学に重点を置いています。1995年6月、オメガは世界最高エネルギーの紫外線レーザーになりました。[1]この研究所は、オプトエレクトロニクスおよびイメージングセンターおよび光学製造センターと同じ建物にあります。ロバート・L・スプロール超高強度レーザー研究センターは2005年にオープンし、2008年5月に完成したオメガEPレーザーを収容しています。
2022年現在、LLEで行われた研究により270人以上の博士号が授与されています。 [2] [3]夏の間、この研究室は地元の高校3年生の研究を支援しており、ほとんどのプロジェクトは研究室の上級科学者によって主導されています。[4][アップデート]
歴史
LLEは1970年にモシェ・ルビン博士によってロチェスター大学のキャンパスに設立されました。[5] [6]コダックなどの外部企業と協力して、チームは1972年に4ビームレーザーシステムであるデルタを構築しました。現在のLLEの敷地での建設は1976年に始まりました。[5 ]この施設は1978年に6ビームレーザーシステムを開設し、2年後には24ビームシステムを開設しました。2018年、ドナ・ストリックランド[7]とジェラール・ムルーは、 1985年にLLE在籍中に取り組んだ仕事でノーベル賞を共同受賞しました。[8]二人は「チャープ」によってレーザーパルスを増幅する方法を発明し、 2018年のノーベル物理学賞を共同受賞しました。この方法は、レーザー光の短く広帯域のパルスを、時間的に長い波長のスペクトルに分散させます。このシステムは各波長でレーザーを増幅し、ビームを 1 つの色に再構成します。チャープ パルス増幅は、国立点火施設と OMEGA EP システムの構築に役立ちました。1995 年には、OMEGA レーザー システムが 60 ビームに増加し、2008 年には OMEGA Extended Performance (OMEGA EP) システムが開設されました。
ガーディアン紙とサイエンティフィック・アメリカン紙は、ストリックランドとムルの研究を簡潔にまとめた。「この研究は、これまでで最も短く、最も強力なレーザー光線の道を開いた」。「この超短パルスの超鋭い光線は、極めて精密な切断に使用できるため、彼らの技術は現在レーザー加工に使用されており、医師が数百万件もの矯正レーザー眼科手術を行えるようにしている」 。 [9] [10]
オメガレーザー
オメガレーザーは、LLEのレーザー装置で、直接駆動慣性閉じ込め核融合実験を行うために構築されました。これは、60ビームの紫外線周波数3倍 ネオジムガラスレーザーで、最大60テラワットで40キロジュールを供給でき、世界で最も強力でエネルギーの高いレーザーの1つとなっています。レーザー光は、直径3.3メートルの球形真空チャンバーに吊るされた直径1ミリメートル未満の球形ターゲット[11]に集中できます。 [12]
レーザーの初期建設と試運転は、ロチェスター大学と米国エネルギー省の間の2100万ドルの契約に基づき、1980年に完了しました。当時は、24ビーム15テラワットのシステムでした。[13] 1990年から1995年の間に6100万ドルをかけて、今日の60ビームシステムにアップグレードされました。[12]オメガは、1999年（ノヴァレーザーの解体後）から2005年まで、最高エネルギーレーザー（パルスあたり）の記録を保持していました。2005年には、国立点火施設の最初の8つのビームが、紫外線でオメガの出力を約30kJ上回りました。
OMEGA は直接駆動慣性閉じ込め核融合実験に使用され、レーザーが核融合燃料で満たされたターゲットを圧縮し、核融合反応が起こる中心に高密度の高温領域を形成します。OMEGA はかつて慣性閉じ込め核融合装置の中で最も高い中性子収量の記録を保持していました。[要出典]内部圧力が 50 ギガバールを超える状態で、1 回の爆縮あたり 5×10 13以上の反応収量を実証しました。[14]
オメガEPレーザー
OMEGA EP（拡張性能）レーザーシステムは、独立して操作可能なレーザー装置であり、高度な点火技術の研究を目的として2008年5月16日に開設されたOMEGAの拡張です。[15] このシステムには、最大1.6キロジュールのエネルギーを供給できる4つのNIFのようなレーザービームと、新しいターゲットチャンバーがあります。ビームのうち2つには、1ピコ秒という短いパルスを可能にするパルス圧縮格子があります。[16] このレーザーは、2005年に増築された建物内に収容されています。
OMEGA EPは通常OMEGAとは別々に稼働しているが、OMEGAの既存の60本のビームに加えて、その2本の短パルスビームを組み合わせてOMEGAターゲットチャンバーに導くこともできる。これらのビームの高出力と独立してタイミングを合わせることができる能力を組み合わせることで、統合高速点火実験が可能になり、OMEGAレーザーが核融合燃料で満たされた球形ターゲットを圧縮し、OMEGA EPがその中心に電子ビームを照射して熱核燃焼を開始する。OMEGAとOMEGA EPのレーザーシステムを組み合わせることで、LLEは世界で唯一の完全に統合された極低温高速点火実験施設となっている。[17]
組織
LLEはロチェスター大学にあり、同大学によって運営されています。[18] OMEGAとOMEGA EPはユーザー施設であり、科学コミュニティ全体が利用できます。[19]
LLEの主なスポンサーは米国エネルギー省/国家核安全保障局（DOE/NNSA）国防プログラム局（Wayback Machineに2015-04-20アーカイブ）であり、同局はLLEの備蓄管理と高度な科学計算プログラムを支援している。[19] [18]
研究所には5つの使命がある。[20]
- 国家慣性閉じ込め核融合（ICF）プログラムを支援するために爆縮実験および基礎物理学実験を実施する。
- 新しいレーザーおよび材料技術を開発する。
- 電気光学、高出力レーザー、高エネルギー密度物理学、プラズマ物理学、核融合技術に関する大学院および学部教育を提供します。
- 国立レーザーユーザー施設を運営する。
- 高エネルギー密度現象に関する先端技術の研究開発を行う。
参照
参考文献
- ^ 「世界最強の紫外線レーザーがオンラインに」 http://www.rochester.edu/news/show.php?id=641
- ^ 「LLE Theses」。レーザーエネルギー研究所。2024年2月15日閲覧。
- ^ 「NLUFおよびその他の外部大学学生研究からの論文」。レーザーエネルギー研究所。2024年2月15日閲覧。
- ^ 「高校レポート」。レーザーエネルギー研究所。2024年2月15日閲覧。
- ^ ab 「Leading Lights」特集、ロチェスター マガジン、2010 年、http://www.rochester.edu/pr/Review/V73N1/0401_feature2.html、スコット ハウザー著
- ^ 「LLEタイムラインプラーク」。レーザーエネルギー研究所。2024年2月15日閲覧。
- ^ 「ドナ・ストリックランド博士：レーザーパンチを詰め込む」ウォータールー大学、個人プロフィール、2014年11月1日アクセス、「ドナ・ストリックランド博士 | サイエンス」。2014年1月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年8月24日閲覧。
- ^ 「ロチェスター大学のレーザー科学における画期的な成果がノーベル賞を受賞」ロチェスター大学2018年10月2日2018年10月4日閲覧。
- ^ 「アーサー・アシュキン、ジェラール・ムルー、ドナ・ストリックランドがノーベル物理学賞を受賞」。ガーディアン。2018年10月2日。 2018年10月2日閲覧。
- ^ 「『光ピンセット』とレーザー眼科手術用器具がノーベル物理学賞を獲得」サイエンティフィック・アメリカン、2018年10月2日。 2018年10月2日閲覧。
- ^ 「オメガレーザー施設」。レーザーエネルギー研究所。2024年2月15日閲覧。
- ^ ab 「2. オメガレーザーシステム」（PDF）。オメガ施設ユーザーズガイド（レポート）。レーザーエネルギー研究所。2014年。 2024年4月4日閲覧。
- ^ 「新しいレーザーユニットは電力不足への答えとなる」Schenectady Gazette。ニューヨーク州ロチェスター。1980年6月24日。3ページ。 2024年4月4日閲覧。
- ^ S. P Regan; et al. (2016年7月6日). 「OMEGAでの直接駆動型層状重水素-トリチウム爆縮における50 Gbarを超える燃料ホットスポット圧力の実証」. Physical Review Letters . 117 (2). American Physical Society: 025001. Bibcode :2016PhRvL.117b5001R. doi :10.1103/PhysRevLett.117.025001. hdl : 1721.1/110482 . ISSN 0031-9007. PMID 27447511. 2023年6月29日閲覧。
- ^ 「オメガ EP レーザーの献呈」 https://www.lle.rochester.edu/media/about/timeline/25_Timeline_2008_09.pdf
- ^ Waxer, LJ; Guardalben, MJ; Kelly, JH; Krushwitz, BE; Qiao, J.; Begishev, IA (2008). OMEGA EP 高エネルギー短パルスレーザーシステム。レーザーと電気光学に関する会議。サンノゼ、カリフォルニア州、米国。ISBN 978-1-55752-859-9。
- ^ Stoeckl, C.; Anderson, KS; Betti, R.; Boehly, TR; Delettrez, JA; Frenje, JA (2008). 「OMEGA における高速点火ターゲット設計と実験概念の検証」. Plasma Phys. Control. Fusion . 50 (12): 124044. Bibcode :2008PPCF...50l4044S. doi :10.1088/0741-3335/50/12/124044.
- ^ ab 「オメガレーザー施設、記録的な25,000回の実験を完了 | 国家核安全保障局 | (NNSA)」。2017年5月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年11月29日閲覧。
- ^ ab 「Maintaining the Stockpile - Department of Energy」nnsa.energy.gov。2015年9月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年5月2日閲覧。
- ^ エネルギー学、ロチェスター大学 - レーザー研究所。「レーザーエネルギー学研究所所長室」www.lle.rochester.edu。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、レーザーエネルギー研究所に関連するメディアがあります。
- 公式サイト
- 光学製造センター 2004-08-29ウェイバックマシンにアーカイブ
- オメガ
- オメガEP
- OMEGA レーザー施設ユーザー グループ このユーザー ガイドは、OMEGA レーザー施設のユーザーが施設で実験を提案および実行できるようにするために作成されました。施設に関する詳細な技術情報が記載されています。
- R. スティーブン クラクストン 2015-04-19 にWayback Machineでアーカイブ