由日本大阪大學雷射科學研究所的坂和洋一副教授、蔵滿康浩教授、佐野孝好助教、九州大學的松清修一副教授、森田太智助教、諫山翔伍助教、青山學院大學的山崎了教授、田中周太助教、富山大學的竹崎太智助教、北海道大學的富田健太郎副教授等人組成的研究團隊，利用雷射在實驗室内成功再現了宇宙電漿衝擊波。
圖1：實驗概略圖（供圖：九州大學松清修一副教授）
(a)太陽表面爆炸後在宇宙空間傳播的宇宙電漿゙體衝擊波(供圖:ESA/NASA)。
(b) 照射雷射XII號雷射的試驗倉。捕捉到了鋁靶板和雷射的相輔作用下產生的輻射光。該輻射光可以瞬間將周圍的氮氣變成電漿。
(c)實驗概略圖。向鋁靶板照射雷射，產生鋁電漿風暴。均勻地壓縮磁場下的氮氣離子體後，產生衝擊波。
(d)觀測到的衝擊波以及衝擊波的傳播情況
充滿宇宙空間的電漿是一種由各種星球和天文現象產生的超音速流體。宇宙電漿衝擊波被認爲承擔着轉換天文現象巨大能量的能量轉換器，但其能量轉換機制複雜，尚未被探明。
此次研究團隊使用大阪大學雷射科學研究所的雷射Ⅻ雷射，在實驗室内生成了宇宙電漿衝擊波，嘗試闡明衝擊波的構造。
爲了再現與宇宙相同的環境，確保有一個足夠大的檢測區域，研究人員在裝置内均勻地充滿氮氣，並施加了均勻的強磁場。在這種狀態下，用雷射照射鋁靶板，鋁電漿暴風便擴散開來。暴風進一步壓縮周圍被電漿化的氮氣（氮氣電漿）從而形成衝擊波。
圖2：上爲銀河和宇宙射線軌道（黃線）概念圖；下爲超新星殘骸（Cas A）。（供圖：九州大學松清修一副教授）
這種衝擊波的生成方法是該研究團隊獨自開發的，與此前的衝擊波生成方法相比，它可以精確地檢測出衝擊波的參數。透過實驗，氮氣電漿被逐漸壓縮的情況，以及被充分壓縮後形成衝擊波的程序都是首次被捕捉到。
坂和洋一副教授表示：「將該系統作爲宇宙現象的研究工具加入實驗中，可能會大大推進衝擊波的研究。今後，我們的目標是搞清楚被認爲是由電漿衝擊波生成的宇宙射線的形成機制。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Physical Review E
論文：High-power laser experiment on developing supercritical shock propagating in homogeneously magnetized plasma of ambient gas origin
DOI：doi.org/10.1103/PhysRevE.106.025205
雜誌：Physical Review E
論文：High-power laser experiment forming a supercritical collisionless shock in a magnetized uniform plasma at rest
DOI：doi.org/10.1103/PhysRevE.105.025203
