レーザー励起超低速陽電子生成を用いた超高密度・大強度偏極陽電子ビーム生成

• 研究課題/領域番号: 24K00650
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 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: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 宮原 房史 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 (20532691)
• 研究分担者: 坂木 泰仁 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 助教 (80847244) ; 上岡 修星 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教 (90921247)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2028年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2027年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2026年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2025年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円); 2024年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: 陽電子ビーム生成 / 超低速陽電子 / ポジトロニウム / レーザー冷却

研究開始時の研究の概要

本研究では世界最高強度の超低速陽電子生成（従来の100倍以上の効率）を実験的に実証する。陽電子の大量生成は高エネルギー電子ビームを標的に照射し、標的中で繰り返し発生する制動放射と電子陽電子対生成反応が利用される。生成される陽電子は低エネルギーが多いが、従来の方法では捕獲可能な陽電子は数MeV以上のものに限られ、電子のエネルギーが有効に利用されていなかった。生成される陽電子の大半を占める低エネルギーの陽電子をさらに物質中のエネルギー損失で静止させ、熱運動で標的表面に出てきた陽電子が電子と結合したポジトロニウムをレーザー励起することで超低速の陽電子を生成する。実験で発生量を測定、評価する。