ボン・マインツ両大学における偏極電子ビームの実用化と高エネルギー実験

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08044068
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 中西 彊 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40022735)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松本 浩 高エネルギー物理学研究所, 加速器研究部, 助手 (90132688) ; 外山 毅 高エネルギー物理学研究所, 加速器研究部, 助手 (30207641) ; 佐藤 皓 高エネルギー物理学研究所, 加速器研究部, 教授 (80100816) ; 丸山 浩一 東京大学, 原子核研究所・HE物理部, 助手 (50114658) ; 吉岡 正和 高エネルギー物理学研究所, 加速器研究部, 教授 (50107463) ; SUBERLUCQ G. CERN, 研究員 ; BOSSART R. CERN, 研究員 ; ARENDS H.J. マインツ大学, 原子核物理教室, 教授 ; REICHERT E. ボン大学, 物理教室, 教授 ; REICHELT E. ボン大学, 物理教室, 教授 ; HUSMANN D. ボン大学, 物理教室, 教授 ; SCHOCH B. ボン大学, 物理教室, 教授
• Keywords: 偏極電子 / 偏極電子源 / 高周波電子銃 / フォトカソード / 歪み超格子 / 減偏極共鳴 / 電界放出暗電流 / Drell-Hearn-Gerasimov総和則

Research Abstract

1.全体の進行状況
Mainzにおいてはすでに偏極電子ビームを実用化し,DHG(Drell-Hearn-Gerasimov総和則の検証)実験の準備が着々と進んでいる.またBonn大学においても偏極電子源は一応完成し,実験室エリアへビームを引き出し偏極度を測定する段階まで進んできた.またCERNと高周波電子銃空洞の共同試作を行なう研究についても最終設計が終了し,作製方法について討議する段階へと進んでいる
2.Mainzの偏極電子ビーム開発
Mainzではすでに偏極電子ビームは実用化されている.新たな試みとして従来の直流ビームに変えてピコ秒ビームを生成し,Linacへの入射効率を大幅に改善することにより実験ターゲット上での偏極電子ビーム強度を20μAまで向上させる研究を進めている.またDHG実験には高い偏極度を有するフォトカソードが最も必要であることから,日本で開発した拒み超格子カソードを使用する可能性についても議論を進めている.
3.Bonnの偏極電子ビーム開発
偏極電子源のビーム強度は所期目標の100mA/1μ秒を達成した.このビームをELSAで約1GeVまで加速後に引き出し,スピン回転(横方向→たて方向)させメラ-散乱ポラリメーターで偏極度を測定した結果,電子源で30%あった偏極度が加速後は6%に低下したことが判明した.円形加速器の場合は加速途中でスピンと横磁場成分が結合し特定のエネルギー点で減偏極共鳴を生ずるので,この点をすばやく通過するための補正用4極電磁石の設計をKEKグループ,加速途中の偏極度モニター用のコンプトンポラリメーターの製作をBonnグループが中心に進めている.本格的な減偏極共鳴の研究はこれらの装置が完成する1997年度以降に実施する予定である.
4.CERNの高周波電子銃の開発
将来の「偏極高周波電子銃」実現可能性を探る試みとして,電界放出暗電流を極限まで抑えた電子銃空洞を試作する方針のもとに,CERNと共同して電子銃設計と作製方法の検討を進めた.とくにCERNでは放電加工による高周波入射結合孔の作製法,拡散接合とロ-付けを併用する空洞接着法を開発しており,日本では工作後の銅表面の洗浄する方法を高電界試験を用いて確立する研究を進行させている.1997年度中には新しい空洞を作製する予定である.

Research Products

• [Publications] M.Tawada 他9名: "The Quantum Efficiency dependence of the Spin Polarization of the Photoemission from a GaAs-AlGaAs Superlattice" Japanese Journal of Applied Physics. (掲載予定).
• [Publications] T.Nakanishi 他16名: "Polarized Electron Source Development in Japan" Proceedings of 12th International Symposium on High Energy Spin Physics(Amsterdam,Sept.6-14,1996). (印刷中). 5
• [Publications] W.von Drachenfels 他4名: "Polarized Electron Source at Bonn" Proceedings of 12th International Symposium on High Energy Spin Physics(Amsterdam,Sept.6-14,1996). (印刷中). 3
• [Publications] T.Nakanishi 他7名: "Superlattice Photocathodes for Spin Polarized Electron Source" Proceedings of the 2nd Symposium on the Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Semiconductors(Sendai,January 27-28,1997). 93-95 (1997)
• [Publications] 中西 彊 他1名: "第5回-偏極電子源-国際ワークショップの報告" High Energy News. 15巻8号. 176-180 (1996)
• [Publications] 渡川和晃 他13名: "リニアコライダーのためのスピン偏極電子銃の開発" 第21回リニアック研究会報告集(日大). NUP-A-96-10. 83-85 (1996)
• [Publications] T.Nakanishi 他 共著者: "Frontiers of Accelevator Technology" S,I.Kurokawa他 編 World Scientific Publishing Co., 757 (1996)