由日本大阪大学激光科学研究所的坂和洋一副教授、蔵满康浩教授、佐野孝好助教、九州大学的松清修一副教授、森田太智助教、谏山翔伍助教、青山学院大学的山崎了教授、田中周太助教、富山大学的竹崎太智助教、北海道大学的富田健太郎副教授等人组成的研究团队，利用激光在实验室内成功再现了宇宙等离子体冲击波。
图1：实验概略图（供图：九州大学松清修一副教授）
(a)太阳表面爆炸后在宇宙空间传播的宇宙等离子゙体冲击波(供图:ESA/NASA)。
(b) 照射激光XII号激光器的试验仓。捕捉到了铝靶板和激光的相互作用下产生的辐射光。该辐射光可以瞬间将周围的氮气变成等离子。
(c)实验概略图。向铝靶板照射激光，产生铝等离子风暴。均匀地压缩磁场下的氮气离子体后，产生冲击波。
(d)观测到的冲击波以及冲击波的传播情况
充满宇宙空间的等离子体是一种由各种星球和天文现象产生的超音速流体。宇宙等离子体冲击波被认为承担着转换天文现象巨大能量的能量转换器，但其能量转换机制复杂，尚未被探明。
此次研究团队使用大阪大学激光科学研究所的激光Ⅻ激光器，在实验室内生成了宇宙等离子体冲击波，尝试阐明冲击波的构造。
为了再现与宇宙相同的环境，确保有一个足够大的检测区域，研究人员在装置内均匀地充满氮气，并施加了均匀的强磁场。在这种状态下，用激光照射铝靶板，铝等离子暴风便扩散开来。暴风进一步压缩周围被等离子化的氮气（氮气等离子）从而形成冲击波。
图2：上为银河和宇宙线轨道（黄线）概念图；下为超新星残骸（Cas A）。（供图：九州大学松清修一副教授）
这种冲击波的生成方法是该研究团队独自开发的，与此前的冲击波生成方法相比，它可以精确地检测出冲击波的参数。通过实验，氮气等离子被逐渐压缩的情况，以及被充分压缩后形成冲击波的过程都是首次被捕捉到。
坂和洋一副教授表示：“将该系统作为宇宙现象的研究工具加入实验中，可能会大大推进冲击波的研究。今后，我们的目标是搞清楚被认为是由等离子体冲击波生成的宇宙射线的形成机制。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Physical Review E
论文：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
杂志：Physical Review E
论文：High-power laser experiment forming a supercritical collisionless shock in a magnetized uniform plasma at rest
DOI：doi.org/10.1103/PhysRevE.105.025203
