大阪大学の研究グループは，強いレーザー光で中性子を生成する実験を行ない，レーザーの集光強度と生成される中性子の数に法則性があることを発見した（ニュースリリース）。

大強度のレーザーを物質に集光させて加速した陽子を特定の物質に照射すると，核反応が発生して中性子を生成できる。レーザーの集光強度を上げることで，より高温のプラズマが生成でき，結果的に中性子の数を増加できるが，これまでレーザーの集光強度と発生する中性子数の関係について具体的な関係式は知られていなかった。

研究ではこの関係を探求するために，大阪大学レーザー科学研究所の大強度レーザーLFEXを用いて，同じ照射条件でレーザーの集光強度を変えつつ，発生した中性子数を計測した。

レーザーの光を極めて短い時間（1兆分の1秒）に小さい領域（数10μm）に集中させると，物質が電子とイオンに分離したプラズマになる。この高温・高密度であるプラズマから，高エネルギーのイオンなどが発生する。さらに，発生したイオンを中性子生成ターゲットに照射することで，非常に短い時間幅で中性子を発生することができた。

その結果，レーザーの集光強度の4乗に比例して中性子数が劇的に増加することが判明した。さらに，この現象を説明できる理論モデルを構築した。

このように，集光高度をあげると1ショットで多数の中性子を生成でき，様々な利用が可能になる。そこで，そのような高輝度中性子パルス（10¹¹中性子）を用いて，飛行時間計測法を組み合わせた中性子共鳴吸収による物質の非破壊分析法を試験した。

物質には特定のエネルギーで中性子を吸収する性質（共鳴吸収）があり，このエネルギーは物質の種類に依存する。そのため，この共鳴吸収が起きたエネルギーから物質の種類を同定でき，共鳴の強さから試料中に含まれるその物質の量を知ることができる。

レーザー中性子源は既存の中性子源と比較して中性子パルスの時間幅が短いため，飛行時間計測法において時間分解能が高くなり，必要な距離を短くできるという利点がある。

研究では，わずか1.8mの位置に検出器を設置した。中性子の飛行経路上に，タンタル，銀，インジウムの板を設置し，透過してきた中性子のエネルギーを計測した結果，3種類の金属それぞれに対応するエネルギーの中性子吸収が捉えられた。つまり，レーザー中性子源が未知の素材の元素識別とその量を測定可能であることを実証した。

研究グループは，レーザープラズマから中性子生成までのメカニズムの理解に寄与するだけでなく，レーザー中性子の強度を上げるための指針を与える発見だとしている。