レーザーによる炭素イオン加速で１ギガ電子ボルト1)に到達～がん治療装置の小型化や宇宙における極限状態の再現につながる成果～

QST（量研）、大阪大学、神戸大学の共同研究チームは、国内最大の極短パルス・超高強度レーザー「J-KAREN-P」を用い、炭素イオン加速で世界最高となる1ギガ電子ボルトを達成した。従来比150％に高強度化したレーザーと、グラフェン積層上に金をナノメートル精度で蒸着した新規ターゲットの組み合わせにより実現した成果である。これは2019年の記録0.6 GeVを大きく更新し、重粒子線がん治療に必要な約5 GeVに向けた大きな前進となる。高エネルギー炭素イオンを含むプラズマは、超新星残骸周辺のような宇宙の極限プラズマ状態を実験室で再現する手段にもなり、宇宙線加速の未解決問題の解明に寄与する可能性がある。本成果は日本物理学会第80回年次大会で発表された。