新しい等時性調整方法の確立による宇宙元素合成過程の解明

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K14751
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 洲嵜 ふみ 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究職 (70779727)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: イオン蓄積リング

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、理化学研究所の蓄積リングである稀少RIリングにおける質量精密測定のために、リングの新しい等時性調整方法を確立することである。稀少RIリングは、宇宙の元素合成過程の一つの過程である、Rプロセス解明のためRプロセス経路上の核の質量測定を行う。質量を高精度で測定するためには、リングの等時性場(異なる運動量を持つどんな粒子も同じ周回周期(周回周波数の逆数の関係)で周回する場)が高い精度で成立する必要がある。稀少RIリングでは、高精度の等時性場の微調整のために、リングを周回する粒子の周回周波数を検出する共鳴ショットキーピックアップを利用してきた。この手法は数秒の短時間の測定で、非破壊に周回周波数を獲得する有効な手法であるが、低い真空度における周回粒子の運動量欠損に伴う周波数変化から情報を獲得する手法であるため、高い真空度において適用することができない。そこで、運動量を任意に変更するRF空洞を新規に作成し、現存の共鳴ショットキーピックアップを組み合わせて新しい等時性調整方法を確立することを目標としている。当該年度は、前年度に引き続き現存の共鳴ショットキーピックアップについての総括論文執筆を中心に、新しい空洞の設計構想を行った。また、4月に行われた稀少RIリング実験において現存の共鳴ショットキーピックアップの運用を狙った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究の目的は、新規RF空洞の製作と稀少RIリングに現存の共鳴ショットキーピックアップの組み合わせにより、稀少RIリングにおける高精度の質量測定に必要な等時性状態を調整する手法を確立することである。これまでのビーム試験などから、現存の共鳴ショットキーピックアップを用いた等時性調整方法を確実に行うためには、現存の共鳴ショットキーピックアップの狭い観測周波数範囲がネックとなっている(ただしその狭い観測周波数範囲が高精度を保証している)。広い観測周波数範囲を持つショットキーピックアップを用いて等時性調整を行えるかどうかも実験において今後確認したい。当該年度の活動の中心としていた現存の共鳴ショットキーピックアップの総括論文が完成しなかったため総合的に「やや遅れている」と評価した。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度は、本研究の目的である稀少RIリングにおける新しい等時性調整法の確立のために、現存の共鳴ショットキーピックアップの総括論文の完成を目指す。

Causes of Carryover

当該年度に予定していた国外研究機関における実験や国際学会への参加がキャンセルや延期やリモートとなったため、これらに関わる費用が次年度使用額として生じた。次年度使用額は延期された研究会への参加費用や実験に関わる費用として使用する。