1999 Fiscal Year Annual Research Report
自由電子レーザーを用いた高速イオンビームのレーザー冷却に関する研究
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11874057
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
野田 章 京都大学, 化学研究所, 教授 (20114605)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩下 芳久 京都大学, 化学研究所, 助教授 (00144387)
井上 信 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (90028176)
山嵜 鉄夫 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (70303906)
岡本 宏巳 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教授 (40211809)
白井 敏之 京都大学, 化学研究所, 助手 (50252507)
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| Keywords | ビーム冷却 / レーザー冷却 / イオンビーム / シンクロトロン放射 / ドップラー効果 / 挿入光源 / 自由電子レーザー |
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| Research Abstract |
自由電子レーザーの波長可変性を利用して、ドップラー効果が有効に作用する種々の高速イオンビームをレーザー冷却する可能性について検討を進めてきた。高速イオンビームのレーザー冷却に成功しているドイツハイデルベルグのマックスプランク原子核研究所のTSRとデンマークオーフスのASTRIDで使用されているレーザーシステムのパワーは100mWのオーダーであり、フランスオルセーのLURE研究所のSuper-ACOでは、平均電力で200mWのレベルのFELを実現しているので、パワーレベル的にはFELは高速イオンのレーザー冷却に使用可能なレベルに到達している。しかしながら、FELのライン幅は10^<-4>から10^<-5>であり、通常のレーザーに比して数桁ライン幅が広いという難点が存在する。この点を改善するため、テーパー付きのアンデュレーターを用いることにより、電子ビームのエネルギー幅に起因するライン幅を縮減する方法とエタロン等の光学キャビティーを用いる方法の両者について検討を進めてきた。この目的のため、storage ring basedのFELに関する世界的権威の一人であるSuper-ACOのDr.M.E.Couprieを招聘し、検討を行った。前者の方法に関しては、周回電子ビームの軌道の安定性等に問題がありそうなので、後者の手法についてどの程度までライン幅の縮減が可能か実験的な追及を進める方針を確認するに至った。FELによるレーザー冷却の可能性について、TSRのDr.M.GrieserとASTRIDのDr.J Hangst等を交えたワークショップの議論において、通常のレーザー冷却の平衡温度がmK領域の極低温まで冷却可能な特性の実現は難しくても、FELの波長可変性を活用して、種々のイオンについてレーザー冷却によりpre-coolingを行う可能性の追求も重要であることが指摘された。今後、この方向についても検討を進めたい。
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[Publications] A.Noda: "Accelerator complex of ion and electron storage rings"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. A441. 154-158 (2000)
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[Publications] T.Shirai,A.Noda et al.: "First Beam Circulation Test of an Electron Storage/Stretcher Ring,KSR"Proceedings of the 1999 Particle Accelerator Conference,New York,USA,27 March-2 April. 3110-3112 (1999)
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[Publications] A.Noda et al.: "Activities of Accelerator and Beam Research at Nuclear Science Research Facility,ICR,Kyoto University"Proceedings of the 12th Symposium on Accelerator Science and Technology,Wako,Japan,27-29,October. 51-53 (1999)
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[Publications] T.Shirai,T.Sugimura,Y.Iwashita,H.Fujita,H.Tonguu and A.Noda: "Commissioning of an Electron Ring,KSR at Kyoto University"Proceedings of the 12th Symposium on Accelerator Science and Technology,Wako,Japan,27-29,October. 180-182 (1999)
