Visualization of trajectories for nondestructive measurements of charged particles

• Project/Area Number: 18684009
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: HOMMA Kensuke Hiroshima University, 大学院・理学研究科, 助教 (40304399)
• Project Period (FY): 2006 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥25,090,000 (Direct Cost: ¥19,300,000、Indirect Cost: ¥5,790,000); Fiscal Year 2008: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000); Fiscal Year 2007: ¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000); Fiscal Year 2006: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
• Keywords: 粒子測定技術 / 荷電粒子 / 非破壊測定 / 電気光学効果 / レーザー / 回折 / 背景輻射ニュートリノ / 非破壊測

Research Abstract

微弱な直流電子ビームをセンサーに触れさせず、非破壊的に測定するための検証システムを構築した。電気光学結晶LiNbO3を用いて、荷電粒子電場が結晶表面に与える局所屈折率変動をその領域を透過する光の位相変動として視覚的に捉える測定原理を、定性的な水準で検証した。さらに、電場応答が桁違いに大きくなると期待されるKD2PO4(DKDP)結晶の構造相転移温度近傍まで結晶を冷却するシステムを追加した。それと並行して、粒子軌道を模したワイヤー状電極によるDKDPの局所的な静電場応答性の確認に成功した。この冷却検知システムにより、DKDPを冷却する際の解決すべき課題が明確になったと同時に、近い将来、より微弱な電場に対して、非破壊的な荷電粒子検知の可能性が開かれた。加えて、高強度電磁場が真空中で生じさせるであろう真空誘電率変動の空間パターンを、本研究で開拓した手法により捉えられることを見出し、宇宙・素粒子物理分野の精密実験への応用を具体的に検討した。

Research Products

• [Journal Article] Nondestructive Measurement of Charged Particles (2008)
  • Author(s): K.Homma and K.Hosokawa
  • Journal Title: Nuclear Physics A 805 Pages: 609-611
• [Journal Article] Nondestructive Measurement of Charged Particles (2008)
  • Author(s): K. Homma and K. Hosokawa
  • Journal Title: Nuclear Physics A 805 (2008) 609-611 (Proc. INPC 2007 vol.II 609-11) 805 Pages: 609-611
• [Journal Article] Fundamental physics on natures of the macroscopic vacuum under high intense electromagnetic fields with accelerator
  • Author(s): K.Homma
  • Journal Title: AIP conference proceedings volume (in press)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Fundamental physics on natures of the macroscopic vacuum under high intense electromagnetic fields with accelerator (2009)
  • Author(s): K.Homma
  • Organizer: The second international symposium on laser-driven relativistic plasmas applied to science, industry and medicine
  • Place of Presentation: 日本原子力機構関西光量子科学研究所
  • Year and Date: 2009-01-20
• [Presentation] Fundamental physics on natures of the macroscopic vacuum under high intense electromagnetic fields with accelerators (2009)
  • Author(s): 本間謙輔
  • Organizer: The second international symposium on laser-driven relativistic plasmas applied to science, industry and medicine
  • Place of Presentation: 日本原子力機構関西光量子科学研究所
  • Year and Date: 2009-01-20
• [Presentation] 荷電粒子非破壊測定原理の未知スカラー・擬スカラー場探索への応用 (2008)
  • Author(s): 本間謙輔
  • Organizer: 日本物理学会山形大学
  • Place of Presentation: 日本
  • Year and Date: 2008-09-23
• [Presentation] 荷電粒子非破壊測定原理の未知スカラー・擬スカラー場探索への応用 (2008)
  • Author(s): 本間謙輔
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 山形大学
  • Year and Date: 2008-09-23
• [Presentation] Nondestructive measurement of charged particles (2007)
  • Author(s): K.Homma
  • Organizer: International Nuclear Physics Conference 2007(第23 回原子核物理学国際会議)
  • Place of Presentation: 東京・日本
  • Year and Date: 2007-06-04
• [Presentation] Nondestructive measurement of charged particles (2007)
  • Author(s): 本間 謙輔
  • Organizer: 第23回原子核物理学国際会議(INPC2007)
  • Place of Presentation: 東京国際フォーラム
  • Year and Date: 2007-06-04
• [Presentation] Novel charged particle detection with EO crystal by laser readout (2007)
  • Author(s): K.Homma
  • Organizer: International Workshop on Education and Research for Accelerator Sciences
  • Place of Presentation: 日本・広島
  • Year and Date: 2007-03-01
• [Presentation] Nondestructive Measurement of charged particles by laser diffraction readout (2007)
  • Author(s): K.Homma
  • Organizer: The 11th Vienna Conference on Instrumentation
  • Place of Presentation: ウィーン・オーストリア