| 研究課題/領域番号 |
23K22496
|
|---|
| 補助金の研究課題番号 |
22H01225 (2022-2023)
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 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
|
|---|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
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)
|
|---|
| 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)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2026-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
|
| 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)
|
|---|
| キーワード | コンプトン散乱ガンマ線 / ハドロン物理学 / 逆コンプトン散乱ガンマ線 / 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 |
|---|
| 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。
|
| 研究実績の概要 |
SPring-8 NEWSUBARU 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。多層膜ミラーによって反射された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し反射X線を蓄積リング内に導いている。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った。
以前の測定では逆コンプトン散乱ガンマ線の生成が確認できなかったが、反射X線をより正確にアラインし蓄積リング内の電子の軌道に調整することで2024年度にはついにX線反射逆コンプトン散乱ガンマ線の有意な信号の測定することができた。加速器外部からのX線入射によるコンプトン散乱ガンマ線の生成は世界初のである。
観測されたコンプトン散乱ガンマ線のシグナルについて検出器の分解能やモンテカルロシミュレーションによる評価を行い測定結果がX線反射逆コンプトン散乱ガンマ線であることを確認した。成果の公表に向けた準備を進めつつ本研究の成果をさらに発展させ次世代光源としての技術を確立するための研究に着手している。非等周期ミラーの導入によるX線反射率の更なる向上、生成ガンマ線測定用検出器の改良などを行い新光源技術として次世代のハドロン光生成実験の新展開を実現する。
|
| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
前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線が得られたにもかかわらずその後にX線を蓄積リング内の電子に入射した際に生成ガンマ線を確認することができなかった。これらの原因を究明し、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った。以上の改善を行うことで2024年末のSPring-8 NEWSUBARUでの実験で軟X線反射逆コンプトン散乱ガンマ線の生成を確認することに成功した。得られた成果を公表するため、論文投稿の準備を精力的に進めている。
|
| 今後の研究の推進方策 |
2024年度にはついにX線反射逆コンプトン散乱ガンマ線の有意な信号の測定することができた。加速器外部からのX線入射によるコンプトン散乱ガンマ線の生成は世界初のである。
観測されたコンプトン散乱ガンマ線のシグナルについて検出器の分解能やモンテカルロシミュレーションによる評価を行い測定結果がX線反射逆コンプトン散乱ガンマ線であることを確認した。現在論文投稿の準備を精力的に進めている。今後は軟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向け生成ガンマ線強度増強に向けた開発を行い、次世代光源の実用化に着手する。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。
|
