Development of a 6D phase-space monitor for high-intense beams using pulsed-train lasers

• Project/Area Number: 25K03399
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 原田 寛之 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, J－PARCセンター, 副主任研究員 (30601174)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 米田 仁紀 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 教授 (00210790) ; 道根 百合奈 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 特任助教 (00873358) ; SAHA Pranab 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, J－PARCセンター, 主任研究員 (10391335)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2027: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2026: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2025: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
• Keywords: レーザー荷電変換 / レーザー開発 / 大強度ビーム / 位相空間モニタ / 空間電荷効果

Outline of Research at the Start

大強度陽子加速器のビームは、様々な最先端研究に利用されている。高精度実験に向けてビーム強度を増強させるべくビーム内の粒子を増加させると、粒子間に働く空間電荷効果によりビームの不安定化が顕著になる。この効果は加速器科学における国際的な課題の一つとなっている。この効果を解明・解決するには、加速されたビームの空間分布だけでなく運動量空間も含めた位相空間分布測定が必須である。本研究はレーザーをビームに照射し、かつ2か所で同時に行い、位置や時間を走査する6次元位相空間分布の測定を新たに提案する。これらを実現し、我が国から提案できれば、世界における大強度陽子加速器においても応用される技術となる。