ヘルムホルツ・ドレスデン・ロッセンドルフ研究所の研究チームは、2つのレーザーを使用して、銅原子がフェムト秒単位で電子を失い、再び獲得する様子を撮影した。この実験では、極端な宇宙環境を模した超高温プラズマが生成され、この成果はレーザー核融合研究を前進させる可能性がある。
科学者らは、ハンブルク近郊のシェネフェルトにある欧州XFELのHED-HiBEFステーションで2つの高度なレーザーを使用し、プラズマ形成を観察した。ReLaXからの強力な光レーザーパルスが細い銅線に照射され、銅線は数百万度に達するプラズマへと気化した。続いてX線自由電子レーザーによるプローブがこのプロセスをスナップショットで捉え、2026年に「Nature Communications」誌に掲載された論文で詳述されているように、8.2キロ電子ボルトでの共鳴吸収を通じて高度に帯電したCu²²⁺イオンを追跡した。エネルギー密度は25から30フェムト秒のパルス持続時間で1平方センチメートルあたり250兆メガワットに達した。HZDRの高エネルギー密度部門で実験を統括するリンゲン・ファン博士は、「これらは、わずか25および30フェムト秒、つまり1兆分の1秒というパルス持続時間を持つ2つのレーザーによって正確に提供された条件です」と説明した。測定の結果、Cu²²⁺イオンは2.5ピコ秒後にピークに達し、その後10ピコ秒以内に再結合することが判明した。HZDR放射線物理学研究所の元所長であるトム・カウアン教授は、「これほど精密にこの種の電離現象を観測した者はこれまでいなかった」と述べた。コンピュータシミュレーションにより、放出された電子が隣接する原子からさらに電子を叩き出すことで、電子波がさらなる電離を促進していることが明らかになった。HED-HiBEFステーションの責任者であるウルフ・ザストラウ博士は、「この実験は我々のレーザーがいかに強力であるかを示しており、将来のレーザー核融合施設への道を開くものだ」と語った。この研究は、核融合炉に不可欠なレーザー加熱プラズマのシミュレーションを洗練させるものである。
