High power laser beams are unique in concentrating energy both in space and time. They can convert dense matter into plasma of extreme energy density. Here I shall focus on two outstanding applications. Laser fusion relies on isentropic compression of nuclear fuel by convergent hydrodynamic flow, and I discuss the gas dynamics underlying ignition. Laser accelerators depend on relativistic laser plasma interaction, generating non-neutral plasmas and accelerating fields in the range of TV m−1. Self-organizing plasma structures such as channels and bubbles drive intense particle beams. Such beams may allow for fast ignition of inertial confinement fusion.
高出力レーザーは、エネルギーを時間的・空間的に集中させる点で独特である。それらは、高密度物質を極限エネルギー密度のプラズマへと変換することができる。ここでは、二つの顕著な応用に焦点を当てる。レーザー核融合は、収束する流体力学流による核燃料の等エントロピー圧縮に依存しており、その着火の背後にある気体力学について論じる。レーザー加速器は、相対論的レーザープラズマ相互作用に依存しており、非中性プラズマとTV m⁻¹の範囲の加速電場を生成する。チャネルやバブルなどの自己組織化プラズマ構造は、強力な粒子ビームを駆動する。このようなビームは、慣性核融合の高速着火を可能にするかもしれない。