非破壊型荷電粒子測定のための飛跡の視覚化

• 研究課題/領域番号: 18684009
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 本間 謙輔 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教 (40304399)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 25,090千円 (直接経費: 19,300千円、間接経費: 5,790千円); 2008年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2007年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円); 2006年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: 粒子測定技術 / 荷電粒子 / 非破壊測定 / 電気光学効果 / レーザー / 回折 / 背景輻射ニュートリノ / 非破壊測

研究概要

微弱な直流電子ビームをセンサーに触れさせず、非破壊的に測定するための検証システムを構築した。電気光学結晶LiNbO3を用いて、荷電粒子電場が結晶表面に与える局所屈折率変動をその領域を透過する光の位相変動として視覚的に捉える測定原理を、定性的な水準で検証した。さらに、電場応答が桁違いに大きくなると期待されるKD2PO4(DKDP)結晶の構造相転移温度近傍まで結晶を冷却するシステムを追加した。それと並行して、粒子軌道を模したワイヤー状電極によるDKDPの局所的な静電場応答性の確認に成功した。この冷却検知システムにより、DKDPを冷却する際の解決すべき課題が明確になったと同時に、近い将来、より微弱な電場に対して、非破壊的な荷電粒子検知の可能性が開かれた。加えて、高強度電磁場が真空中で生じさせるであろう真空誘電率変動の空間パターンを、本研究で開拓した手法により捉えられることを見出し、宇宙・素粒子物理分野の精密実験への応用を具体的に検討した。

研究成果

• [雑誌論文] Nondestructive Measurement of Charged Particles (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Homma and K.Hosokawa
  • 雑誌名: Nuclear Physics A 805 ページ: 609-611
• [雑誌論文] Nondestructive Measurement of Charged Particles (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Homma and K. Hosokawa
  • 雑誌名: Nuclear Physics A 805 (2008) 609-611 (Proc. INPC 2007 vol.II 609-11) 805 ページ: 609-611
• [雑誌論文] Fundamental physics on natures of the macroscopic vacuum under high intense electromagnetic fields with accelerator
  • 著者名/発表者名: K.Homma
  • 雑誌名: AIP conference proceedings volume (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] Fundamental physics on natures of the macroscopic vacuum under high intense electromagnetic fields with accelerator (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Homma
  • 学会等名: The second international symposium on laser-driven relativistic plasmas applied to science, industry and medicine
  • 発表場所: 日本原子力機構関西光量子科学研究所
  • 年月日: 2009-01-20
• [学会発表] Fundamental physics on natures of the macroscopic vacuum under high intense electromagnetic fields with accelerators (2009)
  • 著者名/発表者名: 本間謙輔
  • 学会等名: The second international symposium on laser-driven relativistic plasmas applied to science, industry and medicine
  • 発表場所: 日本原子力機構関西光量子科学研究所
  • 年月日: 2009-01-20
• [学会発表] 荷電粒子非破壊測定原理の未知スカラー・擬スカラー場探索への応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 本間謙輔
  • 学会等名: 日本物理学会山形大学
  • 発表場所: 日本
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] 荷電粒子非破壊測定原理の未知スカラー・擬スカラー場探索への応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 本間謙輔
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] Nondestructive measurement of charged particles (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Homma
  • 学会等名: International Nuclear Physics Conference 2007(第23 回原子核物理学国際会議)
  • 発表場所: 東京・日本
  • 年月日: 2007-06-04
• [学会発表] Nondestructive measurement of charged particles (2007)
  • 著者名/発表者名: 本間 謙輔
  • 学会等名: 第23回原子核物理学国際会議(INPC2007)
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
  • 年月日: 2007-06-04
• [学会発表] Novel charged particle detection with EO crystal by laser readout (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Homma
  • 学会等名: International Workshop on Education and Research for Accelerator Sciences
  • 発表場所: 日本・広島
  • 年月日: 2007-03-01
• [学会発表] Nondestructive Measurement of charged particles by laser diffraction readout (2007)
  • 著者名/発表者名: K.Homma
  • 学会等名: The 11th Vienna Conference on Instrumentation
  • 発表場所: ウィーン・オーストリア