A model experiment of magnetic field amplification (MFA) via the Richtmyer-Meshkov instability (RMI) in supernova remnants (SNRs) was performed using a high-power laser. In order to account for very-fast acceleration of cosmic rays observed in SNRs, it is considered that the magnetic field has to be amplified by orders of magnitude from its background level. A possible mechanism for the MFA in SNRs is stretching and mixing of the magnetic field via the RMI when shock waves pass through dense molecular clouds in interstellar media. In order to model the astrophysical phenomenon in laboratories, there are three necessary factors for the RMI to be operative: a shock wave, an external magnetic field, and density inhomogeneity. By irradiating a double-foil target with several laser beams with focal spot displacement under influence of an external magnetic field, shock waves were excited and passed through the density inhomogeneity. Radiative hydrodynamic simulations show that the RMI evolves as the density inhomogeneity is shocked, resulting in higher MFA.

1.
Y.
Uchiyama
,
F. A.
Aharonian
,
T.
Tanaka
,
T.
Takahashi
, and
Y.
Maeda
,
Nature
449
,
576
(
2007
).
2.
K. M.
Schure
,
A. R.
Bell
,
L.
O'C Drury
, and
A. M.
Bykov
,
Space Sci. Rev.
173
,
491
(
2012
).
3.
T.
Inoue
,
R.
Yamazaki
, and
S.
Inutsuka
,
Astrophys. J.
695
,
825
(
2009
).
4.
T.
Sano
,
K.
Nishihara
,
C.
Matsuoka
, and
T.
Inoue
,
Astrophys. J.
758
,
126
(
2012
).
5.
H.
Takabe
,
H.
Nagatomo
,
A.
Sunahara
,
N.
Ohnishi
,
A. I.
Mahdy
,
Y.
Yoda
,
S.
Naruo
,
H.
Azechi
,
H.
Nishimura
, and
K.
Mima
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
41
,
A75
(
1999
).
6.
B. A.
Remington
,
D.
Arnett
,
R. P.
Drake
, and
H.
Takabe
,
Science
284
,
1488
(
1999
).
7.
R. P.
Drake
,
J. Geophys. Res.
104
,
14505
, doi: (
1999
).
8.
B. A.
Remington
,
R. P.
Drake
, and
D. D.
Ryutov
,
Rev. Mod. Phys.
78
,
755
(
2006
).
9.
R.
Betti
and
J.
Sanz
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
205002
(
2006
).
10.
V.
Bychkov
,
M.
Modestov
,
V.
Akkerman
, and
L.-E.
Eriksson
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
49
,
513
(
2007
).
11.
M.
Modestov
,
V.
Bychkov
,
R.
Betti
, and
L.-E.
Eriksson
,
Phys. Plasmas
15
,
042703
(
2008
).
12.
J. R.
Rygg
,
F. H.
Séguin
,
C. K.
Li
,
J. A.
Frenje
,
M. J.-E.
Manuel
,
R. D.
Petrasso
,
R.
Betti
,
J. A.
Delettrez
,
O. V.
Gotchev
,
J. P.
Knauer
,
D. D.
Meyerhofer
,
F. J.
Marshall
,
C.
Stoeckl
, and
W.
Theobald
,
Science
319
,
1223
(
2008
).
13.
B.
Srinivasan
and
X.-Z.
Tang
,
Phys. Plasmas
19
,
082703
(
2012
).
14.
J.
Meinecke
,
H. W.
Doyle
,
F.
Miniati
,
A. R.
Bell
,
R.
Bingham
,
R.
Crowston
,
R. P.
Drake
,
M.
Fatenejad
,
M.
Koenig
,
Y.
Kuramitsu
,
C. C.
Kuranz
,
D. Q.
Lamb
,
D.
Lee
,
M. J.
MacDonald
,
C. D.
Murphy
,
H.-S.
Park
,
A.
Pelka
,
A.
Ravasio
,
Y.
Sakawa
,
A. A.
Schekochihin
,
A.
Scopatz
,
P.
Tzeferacos
,
W. C.
Wan
,
N. C.
Woolsey
,
R.
Yurchak
,
B.
Reville
, and
G.
Gregori
,
Nat. Phys.
10
,
520
(
2014
).
15.
T.
Morita
,
Y.
Sakawa
,
Y.
Kuramitsu
,
S.
Dono
,
H.
Aoki
,
H.
Tanji
,
T. N.
Kato
,
Y. T.
Li
,
Y.
Zhang
,
X.
Liu
,
J. Y.
Zhong
,
H.
Takabe
, and
J.
Zhang
,
Phys. Plasmas
17
,
122702
(
2010
).
16.
Y.
Kuramitsu
,
Y.
Sakawa
,
T.
Morita
,
J. N.
Waugh
,
C. D.
Gregory
,
S.
Dono
,
H.
Aoki
,
H.
Tanji
,
M.
Koenig
,
N.
Woolsey
, and
H.
Takabe
,
Phys. Rev. Lett.
106
,
175002
(
2011
).
17.
Y.
Kuramitsu
,
Y.
Sakawa
,
S.
Dono
,
C. D.
Gregory
,
S. A.
Pikuz
,
B.
Loupias
,
M.
Koenig
,
J. N.
Waugh
,
N.
Woolsey
,
T.
Morita
,
T.
Moritaka
,
T.
Sano
,
Y.
Matsumoto
,
A.
Mizuta
,
N.
Ohnishi
, and
H.
Takabe
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
195004
(
2012
).
18.
Y.
Kuramitsu
,
Y.
Sakawa
,
T.
Morita
,
T.
Ide
,
K.
Nishio
,
H.
Tanji
,
H.
Aoki
,
S.
Dono
,
C. D.
Gregory
,
J. N.
Waugh
,
N.
Woolsey
,
A.
Diziere
,
A.
Pelka
,
A.
Ravasio
,
B.
Loupias
,
M.
Koenig
,
S. A.
Pikuz
,
Y. T.
Li
,
Y.
Zhang
,
X.
Liu
,
J. Y.
Zhong
,
J.
Zhang
,
G.
Gregori
,
N.
Nakanii
,
K.
Kondo
,
Y.
Mori
,
E.
Miura
,
R.
Kodama
,
Y.
Kitagawa
,
K.
Mima
,
K. A.
Tanaka
,
H.
Azechi
,
T.
Moritaka
,
Y.
Matsumoto
,
T.
Sano
,
A.
Mizuta
,
N.
Ohnishi
,
M.
Hoshino
, and
H.
Takabe
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
54
,
124049
(
2012
).
19.
N. L.
Kugland
,
D. D.
Ryutov
,
P.-Y.
Chang
,
R. P.
Drake
,
G.
Fiksel
,
D. H.
Froula
,
S. H.
Glenzer
,
G.
Gregori
,
M.
Grosskopf
,
M.
Koenig
,
Y.
Kuramitsu
,
C.
Kuranz
,
M. C.
Levy
,
E.
Liang
,
J.
Meinecke
,
F.
Miniati
,
T.
Morita
,
A.
Pelka
,
C.
Plechaty
,
R.
Presura
,
A.
Ravasio
,
B. A.
Remington
,
B.
Reville
,
J. S.
Ross
,
Y.
Sakawa
,
A.
Spitkovsky
,
H.
Takabe
, and
H.-S.
Park
,
Nat. Phys.
8
,
809
(
2012
).
20.
N. C.
Woolsey
,
Y. A.
Ali
,
R. G.
Evans
,
R. A. D.
Grundy
,
S. J.
Pestehe
,
P. G.
Carolan
,
N. J.
Conway
,
R. O.
Dendy
,
P.
Helander
,
K. G.
McClements
,
J. G.
Kirk
,
P. A.
Norreys
,
M. M.
Notley
, and
S. J.
Rose
,
Phys. Plasmas
8
,
2439
(
2001
).
21.
C.
Courtois
,
R. A. D.
Grundy
,
A. D.
Ash
,
D. M.
Chambers
,
N. C.
Woolsey
,
R. O.
Dendy
, and
K. G.
McClements
,
Phys. Plasmas
11
,
3386
(
2004
).
22.
N. C.
Woolsey
,
C.
Courtois
, and
R. O.
Dendy
,
Plasma Phys. Controlled Fusion
46
,
B397
(
2004
).
23.
H.
Yoneda
,
T.
Namiki
,
A.
Nishida
,
R.
Kodama
,
Y.
Sakawa
,
Y.
Kuramitsu
,
T.
Morita
,
K.
Nishio
, and
T.
Ide
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
125004
(
2012
).
24.
Y.
Kuramitsu
,
Y.
Sakawa
,
T.
Morita
,
S.
Dono
,
H.
Aoki
,
H.
Tanji
,
C. D.
Gregory
,
J. N.
Waugh
,
B.
Loupias
,
M.
Koenig
,
N.
Woolsey
,
T.
Ide
,
T.
Sano
, and
H.
Takabe
,
Astrophys. Space Sci.
336
,
269
(
2011
).
25.
Y.
Kuramitsu
,
Y.
Sakawa
,
J. N.
Waugh
,
C. D.
Gregory
,
T.
Morita
,
S.
Dono
,
H.
Aoki
,
H.
Tanji
,
B.
Loupias
,
M.
Koenig
,
N.
Woolsey
, and
H.
Takabe
,
Astrophys. J.
707
,
L137
(
2009
).
26.
K.
Nishihara
,
J. K.
Wouchuk
,
M. C.
,
R.
Ishizaki
, and
Z. V. V.
,
Philos. Trans. R. Soc. A
368
,
1769
(
2010
).
27.
N.
Ohnishi
,
M.
Nishikino
, and
A.
Sasaki
,
J. Phys. IV
133
,
1193
(
2006
).
28.
N.
Ohnishi
,
High Energy Density Phys.
8
,
341
(
2012
).
29.
N.
Ohnishi
,
A.
Ishii
,
Y.
Kuramitsu
,
T.
Morita
,
Y.
Sakawa
, and
H.
Takabe
, in
Special Issue: 10th International Conference on High Energy Density Laboratory Astrophysics
[
High Energy Density Phys., Part A
17
,
18
(
2015
)].
30.
T.
Sano
,
T.
Inoue
, and
K.
Nishihara
,
Phys. Rev. Lett.
111
,
205001
(
2013
).
31.
G.
Gregori
,
A.
Ravasio
,
C. D.
Murphy
,
K.
Schaar
,
A.
Baird
,
A. R.
Bell
,
A.
Benuzzi-Mounaix
,
R.
Bingham
,
C.
Constantin
,
R. P.
Drake
,
M.
Edwards
,
E. T.
Everson
,
C. D.
Gregory
,
Y.
Kuramitsu
,
W.
Lau
,
J.
Mithen
,
C.
Niemann
,
H.-S.
Park
,
B. A.
Remington
,
B.
Reville
,
A. P. L.
Robinson
,
D. D.
Ryutov
,
Y.
Sakawa
,
S.
Yang
,
N. C.
Woolsey
,
M.
Koenig
, and
F.
Miniati
,
Nature
481
,
480
(
2012
).
32.
Y.
Kuramitsu
,
N.
Nakanii
,
K.
Kondo
,
Y.
Sakawa
,
Y.
Mori
,
E.
Miura
,
K.
Tsuji
,
K.
Kimura
,
S.
Fukumochi
,
M.
Kashihara
,
T.
Tanimoto
,
H.
Nakamura
,
T.
Ishikura
,
K.
Takeda
,
M.
Tampo
,
R.
Kodama
,
Y.
Kitagawa
,
K.
Mima
,
K. A.
Tanaka
,
M.
Hoshino
, and
H.
Takabe
,
Phys. Plasmas
18
,
010701
(
2011
).
33.
Y.
Kuramitsu
,
N.
Nakanii
,
K.
Kondo
,
Y.
Sakawa
,
Y.
Mori
,
E.
Miura
,
K.
Tsuji
,
K.
Kimura
,
S.
Fukumochi
,
M.
Kashihara
,
T.
Tanimoto
,
H.
Nakamura
,
T.
Ishikura
,
K.
Takeda
,
M.
Tampo
,
R.
Kodama
,
Y.
Kitagawa
,
K.
Mima
,
K. A.
Tanaka
,
M.
Hoshino
, and
H.
Takabe
,
Phys. Rev. E
83
,
026401
(
2011
).
You do not currently have access to this content.