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次世代ハドロンビームの安定化に関する非加速器実験

研究課題

研究課題/領域番号 21340061
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関広島大学

研究代表者

岡本 宏己  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (40211809)

研究分担者 檜垣 浩之  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 准教授 (10334046)
伊藤 清一  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教 (70335719)
池上 雅紀  高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (20332116)
連携研究者 生出 勝宣  高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (50150008)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円)
2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2010年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2009年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
キーワード加速器 / ビーム物理 / 荷電粒子ビーム / 非中性プラズマ / 空間電荷効果 / イオントラップ / ソレノイドトラップ
研究概要

次世代の高品位ビームにおいて強く顕在化する、いわゆる"空間電荷効果"の実験的研究を実施した。非常にコンパクトかつ安価な非中性プラズマトラップシステムを開発し加速器中の荷電粒子ビームと物理的に等価な多体力学系を実験室中に再現、これを用いて自己クーロン場に起因する非線形集団現象の発生条件を系統的に調査した。大型加速器に依拠した従来の手法では入手困難な、高品位ビームの安定性に関する定量的データを得た。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (21件)

  • [雑誌論文] Non-neutral plasma traps for accelerator-free experiments on space-charge-dominated beam dynamics2011

    • 著者名/発表者名
      H.Okamoto
    • 雑誌名

      Proc.2011 Particle Accelerator Conf.

      ページ: 46-50

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] Dark-lifetime degradation of GaAs photo-cathode at high temperature2011

    • 著者名/発表者名
      M.Kuriki
    • 雑誌名

      Nucl.Instrum.Meth.

      巻: A637 号: 1 ページ: S87-S90

    • DOI

      10.1016/j.nima.2010.02.029

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent status of beam cooling at S-LSR2011

    • 著者名/発表者名
      A.Noda
    • 雑誌名

      Proc.Int.Workshop on Beam Cooling and Related Topics (COOL'11)

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [雑誌論文] ビーム物理の世界~近くて遠い隣の分野~2010

    • 著者名/発表者名
      岡本宏巳
    • 雑誌名

      プラズマ・核融合学会誌

      巻: Vol.86, No.8 ページ: 451-480

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Density and potential profiles of non-neutral electron plasmas in a magnetic mirror field2010

    • 著者名/発表者名
      H. Higaki, K. Fukata, K. Ito, H. Okamoto, and K. Gomberoff
    • 雑誌名

      Phys. Rev. E

      巻: 81 ページ: 16401-8

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Indirect transverse laser cooling of ions in a linear Paul trap2010

    • 著者名/発表者名
      H. Sugimoto and H. Okamoto
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 79 ページ: 84501-8

    • NAID

      40017245114

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental study of coherent bet atronre so nances with a Paul trap2010

    • 著者名/発表者名
      S. Ohtsubo, M. Fujioka, H. Higaki, K. Ito, H. Okamoto, H. Sugimoto, and S. M. Lund
    • 雑誌名

      Phys. Rev. STAccel. Beams

      巻: 13 ページ: 44201-12

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental study of coherent betatron resonances with a Paul trap2010

    • 著者名/発表者名
      S.Ohtsubo
    • 雑誌名

      Phys.Rev.ST Accel.Beams

      巻: 13

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrostatic oscillations observed in non-neutral electron plasmas confined in a magnetic field gradient2010

    • 著者名/発表者名
      H.Higaki
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Res. : Rapid Commun.

      巻: 5

    • NAID

      130000442403

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ビーム物理の世界:近くて遠い隣の分野2010

    • 著者名/発表者名
      岡本宏己
    • 雑誌名

      プラズマ核融合学会誌

      巻: 86 ページ: 451-480

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modeling of ultra-cold and crystalline ion beams2010

    • 著者名/発表者名
      H.Okamoto
    • 雑誌名

      Proc.Int.Computational Accel.Phys.Conf.2009(ICAP'09)

      ページ: 151-156

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Density and potential profiles of non-neutral electron plasmas in a magnetic mirror field2010

    • 著者名/発表者名
      H.Higaki
    • 雑誌名

      Phys.Rev.E 81

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation study of emittance growth from Coulomb collisions in low-temperature ionbeams2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Yuri, H. Okamoto, and H. Sugimoto
    • 雑誌名

      J. Phys. Soc. Jpn

      巻: 78 ページ: 124501-10

    • NAID

      130005437180

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coulomb coupling and heating of chargedparticle beams in the presence of dispersion2009

    • 著者名/発表者名
      H. Okamoto, H. Sugimoto, and Y. Yuri
    • 雑誌名

      J. Plasma Fusion Res.

      巻: Vol.8 ページ: 950-954

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tune depression of ion plasmas observed in a linear Paul trap2009

    • 著者名/発表者名
      K.Ito
    • 雑誌名

      J.Plasma Fusion Res. 8

      ページ: 959-962

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coulomb coupling and heating of charged particle beams in the presence of dispersion2009

    • 著者名/発表者名
      H.Okamoto
    • 雑誌名

      J.Plasma Fusion Res. 8

      ページ: 950-954

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation study of emittance growth from Coulomb collisions in low-temperature ion beams2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Yuri
    • 雑誌名

      J.Phys.Soc.Jpn. 78

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] イオントラップを応用した共鳴横断不安定性に関する基礎研究I:多粒子シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      福島慧
    • 学会等名
      第67回日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] イオントラップを応用した共鳴横断不安定性に関する基礎研究II:実験2012

    • 著者名/発表者名
      岡本宏己
    • 学会等名
      第67回日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 蓄積リングS-LSRにおける重イオンビームのレーザー冷却シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      大崎一哉
    • 学会等名
      第67回日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 矩形波印加型線形ポールトラップによる実験的加速器シミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      山口志成
    • 学会等名
      第67回日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 線形ポールトラップに捕捉したイオンプラズマ断面分布の時間分解測定2012

    • 著者名/発表者名
      伊藤清一
    • 学会等名
      第67回日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 線形ポールトラップを用いたクリスタルビームの安定性に関する実験的研究2012

    • 著者名/発表者名
      守屋克洋
    • 学会等名
      第67回日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 小型時期ミラートラップにおける非中性電子プラズマの閉じ込め特性2012

    • 著者名/発表者名
      櫻井翔太
    • 学会等名
      第67回日本物理学会年次大会
    • 発表場所
      関酉学院大学
    • 年月日
      2012-03-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Recent status of beam cooling and related research at S-LSR2011

    • 著者名/発表者名
      A.Noda
    • 学会等名
      2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC2011)
    • 発表場所
      San Sebastian, Spain
    • 年月日
      2011-09-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical study on the stability of Coulomb crystallized beams in periodic focusing channels2011

    • 著者名/発表者名
      K.Fukushima
    • 学会等名
      8^<th> Meeting of Particle Accelerator Society of Japan
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2011-08-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Beam current dependence of the equilibrium temperature with a laser cooling2011

    • 著者名/発表者名
      H.Souda
    • 学会等名
      8^<th> Meeting of Particle Accelerator Society of Japan
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2011-08-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Present status of ion accumulation and cooler ring, S-LSR2011

    • 著者名/発表者名
      A.Noda
    • 学会等名
      8^<th> Meeting of Particle Accelerator Society of Japan
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2011-08-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Non-neutralplasma traps for accelerator-free experimentson space-charge-dominated beam dynamics2011

    • 著者名/発表者名
      H. Okamoto(invited talk)
    • 学会等名
      Particle Accelerator Conf
    • 発表場所
      New York, USA
    • 年月日
      2011-03-28
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Simulation study on coherent resonant instability of non-neutral plasmas confined in a linear Paul trap2010

    • 著者名/発表者名
      H.Sugimoto
    • 学会等名
      1st International Particle Accelerator Conference(IPAC2010)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2010-05-27
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] S-POD experiments of space-charge-dominated beam resonances2010

    • 著者名/発表者名
      H.Okamoto
    • 学会等名
      1st International Particle Accelerator Conference(IPAC2010)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2010-05-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Mismatch induced oscillations of space charge dominated beams in a uniform focusing channel2010

    • 著者名/発表者名
      H.Higaki
    • 学会等名
      1st International Particle Accelerator Conference(IPAC2010)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2010-05-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Intra-beam scattering at low temperature range2010

    • 著者名/発表者名
      P.Yu
    • 学会等名
      1st International Particle Accelerator Conference(IPAC2010)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2010-05-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ビーム物理研究用線形ポールトラップに捕捉されたイオンプラズマの集団共鳴不安定性に関するPICシミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      杉本寛
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 大強度ビームのコヒーレント共鳴現象に関する非中性プラズマを使った模擬実験2010

    • 著者名/発表者名
      伊藤清一
    • 学会等名
      日本物理学会 第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-03-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Modeling of ultra-cold and crystalline ion beams2009

    • 著者名/発表者名
      H. Okamoto(invited talk)
    • 学会等名
      10th International Computational Acce lerator Physics Conference
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2009-09-03
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Observation of collective resonance stopbands in Simulator for Particle Orbit Dynamics2009

    • 著者名/発表者名
      S.Ohtsubo
    • 学会等名
      第6回日本加速器学会
    • 発表場所
      日本原子力研究開発機構
    • 年月日
      2009-08-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Experiments on the mismatch induced halo formation in pure electron plasmas2009

    • 著者名/発表者名
      S.Fujimoto
    • 学会等名
      第6回日本加速器学会
    • 発表場所
      日本原子力研究開発機構
    • 年月日
      2009-08-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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