2022 Fiscal Year Annual Research Report
Study and development of integrated code for beam optics and accelerator design
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17K05475
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
大西 幸喜 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, 教授 (30332117)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
生出 勝宣 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 名誉教授 (50150008)
杉本 寛 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 (70636448)
小磯 晴代 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, 研究員 (80170174)
森田 昭夫 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, 准教授 (80353366)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ビーム物理計算コード / 加速器設計 / 多自由度・多粒子系の物理 / 最適化アルゴリズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ビーム物理額を基盤とした多様な粒小加速器のビーム現象を統一的に取り扱えるような汎用性を備えたビーム光学総合計算コードの開発を目的に研究を行ってきた。SuperKEKB加速器が運転されていることから、最終収束磁石と測定器ソレノイド等を組み込んだ加速器モデルを構築し、磁場の非線形高次項の有意性を確認することができた。特に、力学口径のシミレーションから推定されるタウシェック寿命は、測定された寿命とよい一致が得られている。加速器の誤差診断と補正をビーム光学総合計算コードを用いてオンラインで行い、当初想定さしていた性能を発揮することを確認した。また、運動量のずれのあるビーム光学系は世界的に見ても未開拓分野であるが、SuperKEKB-LERリングにおける回転六極磁石を持ちいてX-Y結合の色収差を補正することができた。クラブ・ウエストと呼ばれる新しい衝突方式についても、シミュレーション等を用いて評価を行い、実際の加速器運転にフィードバックしている。陽電子・電子ビーム入射器におけるコヒーレント放射光の多様なウエイク場のシミュレーションを用いた検証については、実験結果と隔たりがあるものの、継続して研究をおこなっている最中である。
国際協力という枠組みにおいて、国内および海外の研究者間の研究交流は、ビーム光学総合計算コードの高度化を推進する結果となった。こうした研究者の交流を経て、将来計画として、例えばCERN研究所で推進されているFCC-ee加速器の開発研究などの一助とすることができた。国内においてもSuperKEKB加速器やJ-PRAC加速器、放射光源施設で積極的に、ビーム光学総合計算コードが積極的に活用される基盤が整ったと言える。
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