2018 Fiscal Year Annual Research Report
高強度レーザー場と高輝度X線を用いた真空の巨視的構造の探索
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17H02879
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
山崎 高幸 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (40632360)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 素粒子実験 / X線 / 高性能レーザー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高強度レーザー場で真空を励起し、X線自由電子レーザー（XFEL）をプローブとして、真空複屈折・真空回折といったマクロな物理量として現れる真空偏極を探索している。真空偏極の大きさはレーザーのインテンシティに比例するため、レーザーを回折限界のμmサイズまで絞る必要がある。このため、デフォーマブルミラーを導入し、波面を整形することで3μmサイズまで集光することに成功した。
また、真空回折において最大のバックグラウンド事象となるプローブX線のスリット端からの回折を抑制するため、Si製の透過型X線光学素子であるビームシェイパーを開発した。このビームシェイパーを用いることで、通常SACLAで用いられている集光レンズおよびスリットを用いた場合に比べ、約3桁バックグラウンドを抑制することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
デフォーマブルミラーを導入することで、近赤外レーザーを回折限界に近い3μmまで集光する技術を確立した。また、X線ビームシェイパーを開発し、バックグラウンドが3桁抑制することが可能となるなど、おおむね順調に進展している。ただし、最終的に真空偏極を探索するために、X線偏光子と組み合わせたさらなるバックグラウンド抑制を考えているが、偏光子の開発についてはやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2018年度中にデフォーマブルミラーにより0.6TWレーザーをμmレベルに集光する技術を確立した。今後、この技術を500TWレーザーにも適用する。
また、バックグラウンド事象であるプローブ光由来のX線を抑制するため、X線偏光子の開発を行う。特に、Si単結晶の結晶面によって生じる複屈折が偏光子の性能（消光比）に与える影響について調査する。
以上の開発が終わりしだい、X線プローブと高強度レーザーを組み合わせて世界最高感度での真空偏極の探索実験を行う。
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