| 研究課題/領域番号 |
20H01934
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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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| 審査区分 |
小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
栗木 雅夫 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 教授 (80321537)
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| 研究分担者 |
早野 仁司 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, 研究員 (00173055)
山本 康史 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 (20415045)
LIPTAK ZACHARY・JOHN (リプタック ザカリージョン) 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 助教 (80880046)
清宮 裕史 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, 特別助教 (20756720)
山本 尚人 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, 助教 (60377918)
坂上 和之 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 主幹研究員 (80546333)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2020年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
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| キーワード | リニアコライダー / 位相空間制御 / エミッタンス / エミッタンス交換 / ビーム力学 / ルミノシティ / 6次元位相空間回転 / フォトカソード / スピン偏極ビーム / 六次元位相空間回転 / スピン偏極 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本提案は、国際リニアコライダーILC をはじめとした電子・陽電子リニアコライダーで必要な、高スピン偏極、超扁平、極低エミッタンス電子ビームを、コンパクトな入射部だけで直接生成する試みである。(x, y, z) と全ての自由度間のエミッタンス交換により、大ビーム径で生成したビームから、終状態における超扁平、極低エミッタンスを実現する。本提案では高エネルギー加速器研究機構のSTF加速器で、x-y非対称ビーム生成の実験的検証と、二重極RF空洞のコールドモデルを用いてウェーク場の測定を行い、交換精度の定量的評価による、妥当性の検証を行う。
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| 研究成果の概要 |
位相空間回転による６次元位相空間の最適化によるリニアコライダーで必要となる高アスペクト比、超低エミッタンスビーム生成について、理論的および実験的な研究を行なった。シミュレーションにより、国際リニアコライダー計画において必要となる衝突ビームの直接生成について、可能であるとの見通しを得た。KEKのSTF加速器による実証実験を行なったが、１００程度のxyエミッタンス比が可能であるとの見通しに対して、実験的には非対称エミッタンスの確認はできなかった。ビームプロファイルが大きく歪んでいるのが原因であると確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
RFBTおよびTLEXという二つのビームの位相空間制御技術について、応用例としてリニアコライダーで必要となるビームの直接生成について検討し、それが可能であるとの見通しを得た。一方で、実験的には生成ビームのプロファイルが大きく歪んでおり、非線形空間電荷効果によりエミッタンスが大幅に増大し、大きなエミッタンス比の確認には至らなかった。しかしビームの位相空間の制御が可能であるとの原理的な実証には実証には充分である。ビームの位相空間の用途による最適化は、多くの既存加速器の実質的な性能向上につながり、それが原理的に実証された意義は小さくない。
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