Development of ion guide for the production of high-luminosity atomic beam toward search for electron electric dipole moment

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K14263
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 川村 広和 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (50586047)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: イオンファンネル / イオンビーム輸送 / SIMION / フランシウム

Outline of Annual Research Achievements

本申請課題は，電子電気双極子能率の精密測定を究極的な目的として，磁気光学トラップ可能なフランシウム原子の個数を増強するため，イオンファンネルの開発を目指したものである．
フランシウムは，電子の電気双極子能率を特徴的な形で反映する系である．これを精密に測定するためには原子が十分な個数あることが重要だが，フランシウムは放射性元素なので問題となりやすい．そこで，限られたフランシウムを効率的に活用するため，高輝度中性原子線生成法を開発する．この手法は，イオンビームの収束と，専用オーブンによるイオンの中性原子への変換から構成されるが，本申請課題では，イオンファンネルによってビームを十分に収束できるようになることを目指す．
初年度は，イオンファンネル本体の設計シミュレーションをイオン光学設計ソフトSIMIONを利用して進めたと同時に，現行のフランシウムビームラインの開発・見直しも行った．ビームをファンネルで収束するにあたり，もともとのビームもできるだけ細い方が効率的に収束できる．そこで，ビームラインに新たに収束レンズを増設し，輸送効率を下げることなくビームプロファイルを小さくするための開発を行った．
今年度は，前年度の開発結果を受けて，フランシウムビームのプロファイル等を実測するための加速器実験及びそのフィードバックを進めた．
これによって開発すべきイオンファンネルの設計をより明確化することができ，本グループによる実現が期待できるようになった．