Generating Ultra-High-Density, High-Intensity Polarized Positron Beam Using Laser-Excited Ultra-Slow Positron Production

• Project/Area Number: 24K00650
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 宮原 房史 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (20532691)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂木 泰仁 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 助教 (80847244) ; 上岡 修星 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教 (90921247)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2028: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2027: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2026: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000); Fiscal Year 2025: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000); Fiscal Year 2024: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: 陽電子ビーム生成 / 超低速陽電子 / ポジトロニウム / レーザー冷却

Outline of Research at the Start

本研究では世界最高強度の超低速陽電子生成（従来の100倍以上の効率）を実験的に実証する。陽電子の大量生成は高エネルギー電子ビームを標的に照射し、標的中で繰り返し発生する制動放射と電子陽電子対生成反応が利用される。生成される陽電子は低エネルギーが多いが、従来の方法では捕獲可能な陽電子は数MeV以上のものに限られ、電子のエネルギーが有効に利用されていなかった。生成される陽電子の大半を占める低エネルギーの陽電子をさらに物質中のエネルギー損失で静止させ、熱運動で標的表面に出てきた陽電子が電子と結合したポジトロニウムをレーザー励起することで超低速の陽電子を生成する。実験で発生量を測定、評価する。