2019 Fiscal Year Annual Research Report
高耐久GaAsカソードと位相空間回転による超扁平スピン偏極電子ビームの直接生成
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17H02898
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
栗木 雅夫 広島大学, 先端物質科学研究科, 教授 (80321537)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金 秀光 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (20594055)
山本 尚人 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (60377918)
柏木 茂 東北大学, 電子光理学研究センター, 准教授 (60329133)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | エミッタンス交換 / リニアコライダー / 電子ビーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リニアコライダーのためのエミッタンス交換による非対称ビームの生成について研究をすすめた。リニアコライダーで必要となるエミッタンスは、ルミノシティを最大化し、かつビーム相互作用によるエネルギーテイルの抑制のため、xとy各々に対してex=10 mm.mrad, ey=0.04 mm.mradと大きな非対称度を持っている。現在の設計案では、蓄積リング内における放射減衰によりそのビームを実現するが、本提案ではxyのエミッタンス振り分けにより行う。ソレノイド磁場中で発生させたビームは角運動量を有するが、このxy間の相関運動をxとｙ各々の自由度に独立な運動として解消する過程で、必然的に大きな非対称度のビームが生成される。この際、リウビルの定理により、エミッタンスの積は変換の前後で保存される。すなわち、ex=10 mm.mrd, ey=0.04 mm.mradを実現するには、ex=ey=0.6 mm.mrad程度の対称なビームを発生させることになる。この条件について、シミュレーションを中心とした検討を進めた結果、カソード近傍の非線形空間電荷効果によるエミッタンス増大のため、所定の非対称ビームの生成はそのままでは困難なことが明らかとなった。空間電荷効果の緩和のために初期ビーム径を大きくし、xy交換によりｙエミッタンスを極小化する手法をあらたに提案した。本方式ではxエミッタンスが過大となるが、xz交換を導入し、過大なxエミッタンスをz方向に押し付けることで解決する。zエミッタンスに対する制限は極めて緩く、問題とならない。本提案は、2020年度からのあらたな研究計画としてスタートした。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] 位相空間回転によるリニアコライダーのための高ルミノシティ扁平ビームの直接生成2019
Author(s)
田村遼平, 西村武, 栗木雅夫, John Power, 早野仁司, 金秀光, 許斐太郎, 清宮裕史, 山本尚人, Philippe Piot, 柏木茂, 坂上和幸, 鷲尾方一
Organizer
日本物理学会
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[Presentation] EFFECT OF INITIAL PARAMETERS ON THE SUPER FLAT BEAM GENERATION WITH THE PHASE-SPACE ROTATION FOR LINEAR COLLIDERS2019
Author(s)
M. Kuriki, R. Tamura, H. Hayano, X.J. Jin, T. Konomi, Y. Seimiya, N. Yamamoto, S. Kashiwagi, P. Piot, J.G. Power, K. Sakaue, M. Washio
Organizer
International Accelerator Conference 2019
Int'l Joint Research
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