2021 Fiscal Year Annual Research Report
GPUを用いた大強度陽子ビーム損失の高速シミュレータの実現
Publicly Offered Research
| Project Area | Exploration of Particle Physics and Cosmology with Neutrinos |
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| Project/Area Number |
21H00085
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
栗本 佳典 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 (70597559)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 多粒子追跡シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
空間電荷効果を伴う粒子追跡シミュレーションは、高強度の陽子リングにとって非常に重要である。単一粒子のハミルトン力学だけでなく、電荷密度分布の作成やポアソン方程式の解法による空間電荷による電磁場の取得など、非常に計算機のパワーがいる。そこで、グラフィックスプロセッシングユニット（GPU）で実行可能な粒子追跡シミュレーションコードを開発した。
通常、この種類のシミュレーションでは多数の陽子の電磁ポテンシャルの影響が強いバンチ内の粒子の運動をシミュレーションするが、加速器ダクトの境界条件が周波数依存する事実を利用して多バンチ効果を含めることに成功した。具体的には、磁場のDC成分はダクトを通過し、磁極との境界条件で分布が決まるが、DC成分はリング内の全電流を平均したものであるので、その成分だけは単バンチ粒子数ではなくリング内全バンチ粒子相当とすることで、多バンチの影響を含むことができる。実際に多バンチ効果は実験的にコヒーレントチューンシフトのバンチ数依存性が報告されており、そのデータを本研究で開発したシミュレーションで示すことができた。結果は、日本加速器学会第18回年次大会で報告した。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(2 results)
