Experimental study on energy transport in ultra-high intensity laser plasma was made. X-ray emission from a triple-layer target irradiated at 1019 W cm−2 was observed with x-ray spectrographs, monochromatic imagers and an x-ray polarimeter to provide a temperature profile in the depth of the target, lateral extension of the heated region and the velocity distribution function of hot electrons. For PW plasma, a very shallow region (∼0.5 µm from the target surface) was heated up to 650 eV but the temperature of deeper region (up to 5 µm) was around 100 eV. These depths are much shorter than those expected from the classical penetration of the hot electrons. The localized energy deposition is also found for the plasma generated at 1017 W cm−2, and the degree of polarization of the helium-like Cl–Heα line (1s2 1S0–1s2p 1P1) from the surface region is polarized parallel to the surface direction whereas that from a deeper region is in perpendicular to it. The experimental result is analysed using a two-dimensional Maxwellian distribution function for hot electrons. Beam-like distribution was found in the depth of plasma.
超高強度レーザープラズマにおけるエネルギー輸送の実験研究を行った。1019 W cm−2で照射された3層ターゲットからのX線放射を、X線分光器、単色イメージャー、X線偏光計を用いて観測し、ターゲット深さ方向の温度分布、加熱領域の横方向の広がり、および高温電子の速度分布関数を測定した。PW級レーザーの場合、ターゲット表面から約0.5 µmの極浅い領域が650 eVまで加熱されたが、より深い領域（最大5 µm）の温度は約100 eVであった。この深さは、高温電子の古典的な侵入深さから予想される値よりもはるかに浅い。1017 W cm−2で生成されたプラズマにおいても局所的なエネルギー沈着が観測され、表面領域からのヘリウム様塩素イオンのHeα線（1s2 1S0–1s2p 1P1）の偏光度は表面に平行な方向に偏光していたが、より深い領域からのものは垂直方向に偏光していた。実験結果は、高温電子の2次元マクスウェル分布関数を用いて解析され、プラズマ深さ方向にビーム状の分布が存在することが明らかになった。