| 研究課題/領域番号 |
23K22496
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| 補助金の研究課題番号 |
22H01225 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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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 | 東北大学 |
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研究代表者 |
宮部 学 東北大学, 先端量子ビーム科学研究センター, 助教 (10613672)
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| 研究分担者 |
鈴木 伸介 大阪大学, 核物理研究センター, 協同研究員 (00416380)
伊達 伸 大阪大学, 核物理研究センター, 特任教授 (10372145)
清水 肇 東北大学, 先端量子ビーム科学研究センター, 名誉教授 (20178982)
村松 憲仁 東北大学, 先端量子ビーム科学研究センター, 特任教授 (40397766)
時安 敦史 東北大学, 先端量子ビーム科学研究センター, 助教 (40739471)
大熊 春夫 大阪大学, 核物理研究センター, 特任教授 (60194106)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2024年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
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| キーワード | 逆コンプトン散乱ガンマ線 / ハドロン物理学 / 軟X線 / 逆コンプトン / ガンマ線 / ハドロン物理 / 光子ビーム / 逆コンプトン散乱 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究はアンジュレーターから放射される軟X線の反射・集光系を開発し蓄積リング内の電子に再衝突させることで逆コンプトン散乱ガンマ線を発生させる新光源技術を確立することが目標となる。本研究で行う一連の実証実験は、ニュースバルのBL07Aを用いる。このビームラインは高輝度軟X線が得られる。測定装置はワイヤースキャナー型X線プロファイルモニター、ガンマ線測定用の電磁カロリメーターおよびプロファイルモニターで構成されている。第一段階では、高反射率・高集光性を併せ持った多層膜ミラーの開発研究を中心に進め、第二段階ではミラーや検出器をアップグレードしてガンマ線ビーム生成を実証する。
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| 研究実績の概要 |
SPring-8 ニュースバル BL07A ビームラインから生成されるアンジュレーター軟X線を新たに製作・設置したMo/Si多層膜ミラーによって反射し蓄積リング内に再入射することで逆コンプトン散乱ガンマ線ビーム生成実験を行った。多層膜ミラーは材料・製作方法の変更により反射率の改善を行った上、X線反射の温度上昇にによって焦点距離が変化するのを改善するため冷却効率の向上を行った。こうした改良によりX線の反射率が大幅に向上し、反射されたX線は軟X線ワイヤースキャナーによって位置及び強度を測定され、反射X線を蓄積リング内に導くことに成功した。こうして反射X線を蓄積リング内の電子に入射し逆コンプトン散乱ガンマ線生成を行う段階に至った。今後はさらなるX線光学系の改良で散乱点下流に設置したガンマ線検出器においてガンマ線の生成を確認することを目指す。平行して生成ガンマ線の偏極度を測定するためのガンマ線偏極度計の製作に着手した。ガンマ線偏極度計は真空チェンバー内に封入されたコンバーター、シリコンストリップ検出器(DSSD) から構成され、コンバーターに偏極ガンマ線を入射し 3電子生成イベントを後方の電磁カロリメーター(e+e－対) とDSSD(散乱電子) で検出することでガンマ線の偏極度を測定する。ガンマ線偏極度計の主要検出器であるシリコンストリップ検出器を部分的に導入し動作試験を開始した。当該検出器は東北大学先端量子ビーム科学研究センターにおいて密封小線源及び宇宙線による動作試験及びSPring-8/LEPS2ビームラインによる性能評価試験を行った後に既存の電磁カロリメーターと共にSPring-8 ニュースバル BL07Aに設置し生成ガンマ線のエネルギー及び偏極度測定を行う。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度に実施した逆コンプトン散乱ガンマ線ビーム生成実験において十分な反射X線が得られた。次にX線を蓄積リング内の電子に入射し、生成ガンマ線の確認を行ったが現段階では有意な逆コンプトン散乱ガンマ線のシグナルを確認するには至らなかった。これらの原因を究明し改善を行うことで軟X線反射逆コンプトン散乱ガンマ線の生成を実現する。そのため反射したX線を蓄積電子の軌道上により正確に導くためのアライン方法、さらなるX線反射率向上と焦点位置の最適化にむけて新たな多層膜ミラーの設計を行う。これらの改善により次年度にSPring-8 ニュースバルで予定している実験で逆コンプトン散乱ガンマ線ビーム生成の確認が期待される。
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| 今後の研究の推進方策 |
新たに設計製作した多層膜ミラーをSPring-8 ニュースバル BL07Aビームラインに導入しより高強度な反射X線を生成する。反射X線は再評価された衝突点において
蓄積リング内の電子と正面衝突させ逆コンプトンガンマ線を発生させる。発生したガンマ線は新たに開発したガンマ線偏極度測定装置と電磁カロリメーターに
よって測定し、軟X線のコンプトン散乱によるガンマ線ビーム生成技術を実用化にむけた第一歩とする。本研究によって得られた新光源技術は次世代のハドロン光
生成実験の新展開を実現することが可能になる。
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