1996 Fiscal Year Annual Research Report
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07044096
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| Research Institution | National Laboratory for High Energy Physics |
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Principal Investigator |
小方 厚 高エネルギー物理学研究所, 加速器研究部, 教授 (60023727)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
SIDERS Craig LANL, 研究員
GORBUNOV Leo レベデフ物理研究所, 固体物理学科, 教授
DOWNER Miche テキサス大学, オースチン校・物理学科, 教授
ANDREEV Niko 高エネルギー密度センター, プラズマ研究部, 部長
古沢 孝弘 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (20251374)
柴田 裕美 東京大学, 原子力研究総合センター, 助教授 (30216014)
川久保 忠通 高エネルギー物理学研究所, 加速器研究部, 教授 (70044774)
中西 弘 高エネルギー物理学研究所, 加速器研究部, 助教授 (00044769)
中島 一久 高エネルギー物理学研究所, 加速器研究部, 助教授 (80164177)
KIRSANOV Vic 高エネルギー密度センター, 上級研究員
FALCONE Roge カリフォルニア大学, バークレー校・物理学科, 教授
TAJIMA Toshi テキサス大学, オースチン校・物理学科, 教授
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| Keywords | レーザー加速 / プラズマ加速 |
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| Research Abstract |
今年度は以下の研究を行った.
-気体中のレーザーの伝搬の研究
-フェムト秒レーザービームとピコ秒加速器電子ビームの同期技術の確立
-レーザー航跡場による加速器電子ビームの加速
-rfレーザーカソード電子銃の開発
これらの研究の多くは東京大学工学部原子力工学実験施設と,日本原子力研究所関西研究所との共同研究として行われた.実験に用いた電子ビームは東京大学工学部原子力工学実験施設の線形加速器のもので,エネルギー17MeV,単バンチ運転が可能で,バンチ電荷は約150pCである.またこれらの実験には,半値パルス幅100fs,出力2TW,中心波長790nmのT^3(テーブルトップ・テラワット)チタンサファイアレーザーが用いられた.
気体中のレーザーの伝搬の研究では3つの発見があった.光導波路の形成,レーザーの異常な青方遷移,およびジェット現象である.これらの現象は従来の理論では説明がつかない.テキサス大学および高エネルギー密度センター(ロシア科学アカデミー)の専門家を招聘し,理論およびシミュレーションから解析を行った.
フェムト秒レーザービームとピコ秒加速器電子ビームの同期技術の確立においては,国際学術研究のおかげでLBL,BNLにおける経験を参考にすることが出来た.
加速実験は,この実験は初めてT^3レーザーを用いたこと,テストビーム発生に本格的な線形加速器を用いたことの2点で革新的である.得られたデータにはすくなくともふたつの意味がある.第1は最大100MeVをこえるエネルギー利得が観測されたことで,これは世界新記録である.第2は,加速機構が,KEK/阪大レーザー研やRALで実験された自己変調加速とは異なり,線形プラズマ波によるものと思われることである.現在はパリ大学で行われたレーザー干渉法による航跡場測定を日本で試みている段階である.
rfレーザーカソード電子銃の開発は,日本で設計し,BNLで製作とテストを行うという方法で進んでいる.
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[Publications] A.Ogata,K,Nakajima,T.Kozawa and Y.Yoshida: "Femtosecond Single-Bunched Linac for Pulse Radiolysis Based on Laser Wakefield Acceleration" IEEE Trans Plasma Sci.24. 453-459 (1996)
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[Publications] K.Nakajima,M.Kando,T.Kawakubo,H.Nakanishi and A.Ogata: "A Table-Top X-Ray FEL Based on the Laser Wakefield Accelerator-Undulator System" Nucl.Instr.and Meth.A375. 593-596 (1996)
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[Publications] A.Ogata,K.Nakajima,H.Nakanishi and T.Kawakubo: "Production of Microbunches by a Laser Wakefield in a Plasma and Its Application : X-Ray Generation" AIP Conf.Proc.367. 463-472 (1996)
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[Publications] K.Nakajima,M.Arinaga,T.Kawakubo,H.Nakanishi,A.Ogata,M.Kando,T.Kozawa,H.Shibata,T.Ueda,M.Uesaka,H.Kotaki,K.Tani,B.Cros,N.E.Andreev and V.I.Kirsanov: "A GeV Laser Wakefield Accelerator Driven by a T3 Laser" EPAC96-Proc.5th European Particle Accelerator Conf.,Sitges (Barcelona),1996,(IOP Publishing 1996). 842-844 (1996)
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[Publications] T.Kozawa,T.Ueda,T.Kobayashi,M.Uesaka,H.Shibata,M.Arinaga,T.Kawakubo,K.Nakajima,H.Nakanishi,A.Ogata,Y.Yoshida,N.Yugami and Y.Nishida: "Plasma Wakefield Acceleration Driven by Multiple Bunches" EPAC96-Proc.5th European Particle Accelerator Conf.,Sitges (Barcelona),1996, (IOP Publishing 1996). 856-858 (1996)
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[Publications] A.Endo,T.Hori,K.Kobayashi,F.Sakai,M.Washio,K.Nakajima,A.Ogata,T.Kozawa,T.Ueda and M.Uesaka: "Photoelectron Generation by Femtosecond UV Laser" EPAC96-Proc.5th European Particle Accelerator Conf.,Sitges (Barcelona),1996, (IOP Publishing 1996). 1562-1564 (1996)
