2017 Fiscal Year Research-status Report
X線天体の謎を解き明かす高分解能検出器を用いた水素原子中の阻止能計測
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16K17686
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
近藤 康太郎 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 主任研究員(定常) (80582593)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 宇宙物理 / 原子物理 / 量子ビーム / パルスパワー / 阻止能 / 衝撃波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
中性水素原子で構成される星間雲HI領域から観測されるMeV級の宇宙線に関して，より高精度に観測と理論を比較検討するためには，中性水素原子中における宇宙線(粒子線)のエネルギー損失量を高精度に計測する必要がある．そこで，本研究では大容量でよく定義された解離中性水素原子標的の形成が可能な小型のパルスパワー装置を用いた電磁衝撃波管を開発するとともに，それによって形成された解離水素原子標的と粒子ビームを相互作用させ，そのエネルギー変化量を高分解能検出器によって計測する．これまでのよく知られた水素分子中の阻止能とは異なり，従来考慮されていなかった解離効果を伴った中性水素原子中の阻止能を実験的に明らかにしていく．
これまで我々は水素分子から解離した中性水素原子標的の形成に向けて，その標的形成のドライバーであるパルスパワー装置を用いた電磁駆動衝撃波管の開発を進めてきた．衝撃波管内の同軸電極形状の工夫により，衝撃波を駆動する電流シートの一様性が向上し，より高品質な解離水素標的の形成が可能となった．
一方でパルス的に形成される水素原子標的に対する入射粒子ビームの同期が高精度な阻止能の計測には欠かすことができない．そこで，後方に解離水素標的を伴う衝撃波が粒子ビームとの相互作用部に到達する時間を高精度に計測する手法を開発している．高速応答する高価で洗練された機器を用いることなく，小型レーザーを衝撃波管の横方向から照射し，衝撃波の密度変化に伴う屈折を計測する手法を確立し，安価でありながら高精度な阻止能計測の実験基盤の構築を進めている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本研究において，高精度な粒子線と標的との同期が阻止能の計測には欠かせない．我々は高価で洗練された高速応答の計測器を用いることなく，電磁駆動衝撃波内に発生する衝撃波の屈折効果を比較的小規模なレーザーで計測する衝撃波の到達時間計測法の確立を目指している．しかし，パルスパワーから発生する非常に大きな電磁ノイズがその障害となり，ノイズ対策に時間を要している．
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| Strategy for Future Research Activity |
衝撃波の時間計測の妨げとなる電磁ノイズ源を丁寧に特定していき，ノイズ低減対策をとるとともに安価で高精度な小型レーザーを用いた衝撃波の時間計測を確立していく．この計測法により粒子ビームとの相互作用部への衝撃波到達時間が明らかになったところで，粒子ビームと解離水素標的相互作用実験を行う．相互作用後の粒子ビームのエネルギー損失量を計測し，解離効果を伴った中性水素原子中の阻止能を定量的に明らかにしていく．
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| Causes of Carryover |
小型レーザーを用いた衝撃波の到達時間計測法の確立に時間を要しているため，本研究が当初の計画より遅れている．遅れていたビーム相互作用実験を本年度に行い，それに必要な部品を購入し，確実に本研究を進めていく．また研究成果が出次第，会議等で研究発表を行い，広く研究を周知させたい．
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