大阪大学激光科学研究所的村上匡且教授带领的研究团队，利用被称为“微管内爆”的新方法，生成了堪比中子星磁场强度的兆特斯拉级超高磁场，并通过利用该校的超级计算机“OCTOPUS”进行三维模拟，首次验证了该磁场是如何随时间的推移而产生和演变的。
图1：微管内爆概念图（供图：大阪大学）
这项研究成果通过数字模拟清楚地证实了村上教授于2020年10月提出的新物理机制，即通过向微米级空心圆柱体照射强力的超短脉冲激光，可以生成比目前地面上可生成的磁场强度（千特斯拉）强1千倍的兆特斯拉级超高磁场。村上教授表示：“此前地面上生成和观测到的最强磁场是相当于地球磁场1千万倍的千特斯拉，过去半个世纪一直没有能超过这个数值的方法。”
通过从直径只有头发十分之一的空心圆柱体外侧照射强力激光，可以在轴向生成磁场强度达到千特斯拉1千倍的兆特斯拉级超高磁场。这就是微管内爆原理。通过提前在圆柱轴方向形成强度相对较弱的种子磁场，以接近光速的速度在物质内移动的这些高速电子会形成半径仅数微米的环状自旋电流结构。这种电流达到每平方米10的18次方安培，因此可以在实验室里也能实现据称在黑洞附近观测到的兆特斯拉级磁场。
图2：通过三维模拟获得的微米级空心圆柱体内部情况（供图：大阪大学）
如果兆特斯拉级磁场能得到验证，对此前甚至没有被讨论过的量子理论效应和宇宙物理的未开拓领域等基础科学将产生不可估量的影响。
村上教授表示：“今后打算根据生成兆特斯拉磁场的物理概念，设计可以取代大型加速器的超小型粒子加速器，以及可以称为惯性约束核聚变与磁约束核聚变之混合型的紧凑型核聚变方式”
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
