| 研究課題/領域番号 |
16340065
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
山下 了 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助教授 (60272465)
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| 研究分担者 |
菅原 龍平 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (20044761)
増澤 美佳 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教授 (10290850)
駒宮 幸男 東京大学, 大学院理学系研究科, 教授 (80126060)
佐貫 智行 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助手 (70323491)
佐伯 学行 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助手 (70282506)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
16,200千円 (直接経費: 16,200千円)
2006年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2005年度: 8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
2004年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
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| キーワード | 素粒子 / 加速器 / リニアコライダー / ナノメートル制御 / アラインメント / フィードバック / ピエゾ素子 / エネルギーフロンティア / 最先端加速器 / ナノメートル / 振動 / 量子ビーム / 微振動測定 |
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| 研究概要 |
本実験は次世代の素粒子実験用コライダーの主要技術であるナノメートルのビーム制御を可能にするナノメートル精度の振動除去装置の開発を目的としている。研究は、加速器施設などでの実際の振動状況の測定に始まり、装置の基本仕様の決定、概略設計、固有振動数の解析、詳細設計、の流れを経て、特許機器株式会社による基台の製作、そして制御システムを実際に構築した。この基台はステンレス製で、下の台座に特殊なカムムーバー構造を持ち、その上部にナノメーター位置制御用のピエゾ素子を用いた台座をもつ新しい構造のものである。この構造により全体の位置の調整幅を数mm持たせた上で、ナノメートルでの高速フィードバックが可能な構造を持たせることに成功した。この実機を完成させたのちにPLCを用いた振動制御システムを構築した。このシステムは、振動を読み取るための静電容量型の変位計の信号をADCにて読み取り、その読み値を用いてピエゾ素子に与える電圧を演算し、その値をDACから出力し、アンプを経由して実際のピエゾ素子に振動を打ち消すための電圧を供給するものである。ピエゾ素子に与える電圧により静電容量計のノイズレベルであった10ナノメートルの精度での制御を実際に確認することができた。位置制御自体は電圧による制御の精度で決まっており、ナノメートルレベルでの位置制御、ピエゾ素子のヒステリシスの測定などもできている。高速フィードバックに関しては、実際に起震機により基台に振動を与え、それを打ち消すようにフィードバックをかけることで性能を評価した。この結果、1Hzで40ナノメートルの振動を与えたときの運用に成功した。ADCの値の読み取りからDAC出力までのデータ入出力における時間ロスを抑えることで、更に高速のフィードバックが可能になる。今回の研究により、新しい基台の構造をつくることができたことは大きな成果である。
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