大阪大學雷射科學研究所的村上匡且教授帶領的研究團隊，利用被稱爲「微管内爆」的新方法，生成了堪比中子星磁場強度的兆特士拉級超高磁場，並透過利用該校的超級計算機「OCTOPUS」進行三維類比，首次驗證了該磁場是如何隨時間的推移而產生和演變的。
圖1：微管内爆概念圖（供圖：大阪大學）
這項研究成果透過數位類比清楚地證實了村上教授於2020年10月提出的新物理可用能機制，即透過向微米級空心圓柱體照射蠻力的超短脈衝雷射，可以生成比目前地面上可生成的磁場強度（千特士拉）強1千倍的兆特士拉級超高磁場。村上教授表示：「此前地面上生成和觀測到的最強磁場是相當於地磁場1千萬倍的千特士拉，過去半個世紀一直沒有能超過這個數值的方法。」
透過從直徑只有頭髮十分之一的空心圓柱體外側照射蠻力雷射，可以在軸向生成磁場強度達到千特士拉1千倍的兆特士拉級超高磁場。這就是微管内爆原理。透過提前在圓柱軸方向形成強度相對較弱的種磁場，以接近光速的速度在物質内行程的這些高速電子會形成半徑僅數微米的環狀自旋電流結構。這種電流達到每平方公尺10的18次方安培，因此可以在實驗室裏也能實施據稱在黑洞附近觀測到的兆特士拉級磁場。
圖2：透過三維類比獲得的微米級空心圓柱活體內部情況（供圖：大阪大學）
如果兆特士拉級磁場能得到驗證，對此前甚至沒有被討論過的量子論效應和宇宙物理可用能的未開拓領域等基礎科學將產生不可估量的影響。
村上教授表示：「今後打算根據生成兆特士拉磁場的物理可用能概念，設計可以取代大型加速器的超小型粒子加速器，以及可以稱爲慣性約束核融合與磁約束核融合之混合型的緊湊型核融合方式」
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
