| 研究課題/領域番号 |
14340078
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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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| 研究分野 |
素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
岡本 宏己 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教授 (40211809)
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| 研究分担者 |
小方 厚 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (60023727)
伊藤 清一 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助手 (70335719)
野田 章 京都大学, 化学研究所, 教授 (20114605)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| キーワード | クリスタルビーム / 線形ポールトラップ / 非中性プラズマ / 空間電荷効果 / レーザー冷却 / 加速器 / イオンビーム |
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| 研究概要 |
理論的成果
1.連続的なクリスタルビームを構成する個々の荷電粒子が従う軌道運動方程式を導くことに成功した。
2.ビーム冷却過程における共鳴不安定性を回避するための必要条件を求めた。
3.高周波電場によって進行方向にバンチされたクリスタルビームに特有の新しい運動量分散効果を発見した。
4.極低温ビームの基礎物性を系統的に研究するため、分子動力学法に基づく多粒子シミュレーションコードを開発した。このコードは、蓄積リングのラティス構造やレーザーフォトンとイオンとの散逸的相互作用の効果等をきわめて正確に再現できる。
5.上述の分子動力学コードを使って、"共鳴結合法"の有効性を確認した。また、適切なラティス構造をもつ蓄積リングにレーザー冷却法を導入することにより、1次元または2次元結晶状態にあるクリスタルビームの実現が可能であることを証明した。
実験的成果
1.ビーム物性(とくに空間電荷効果)研究用の線形ポールトラップを設計し、プロトタイプを試作した。また、加速器のラティス構造を模倣する目的で、任意のパルス波形が出力可能な高周波電源を開発した。
2.残留ガスを電子ビームでイオン化し、単一種プラズマの閉じ込め実験を行った。MCPを使った計測により、多数のイオンを十分長時間にわたって所定の空間領域に維持し得ることを確認した。
3.小型の原子オーブンを複数製作し、カルシウムイオンプラズマの生成・捕獲実験を行った。四重極電極に定バイアス電圧を印加することによって、イオン種の選別実験を行い成功した。
4.単一種イオンプラズマの位相空間密度制御に必要なレーザー冷却システムを構築した。
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