| 研究課題/領域番号 |
16H02136
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
上垣外 修一 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 部長 (00260191)
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| 研究分担者 |
金井 保之 国立研究開発法人理化学研究所, 原子物理特別研究ユニット, 専任研究員 (00177487)
中川 孝秀 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, チームリーダー (00360602)
笹尾 登 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任教授 (10115850)
市川 雄一 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 研究員 (20532089)
吉見 彰洋 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 准教授 (40333314)
原 秀明 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特別契約職員(助教) (70737311)
長友 傑 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 技師 (60418621)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 量子ビーム / 原子・分子物理 / 加速器 / 実験核物理 / 素粒子実験 / 重イオンビーム / コヒーランス / レーザー |
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| 研究実績の概要 |
平成28 年度においては、（１）実験原理や実験装置のより細部にわたる設計、（２）レーザー装置の開発、（３）ECRイオン源パラメータの予備的な測定やそれに基づく必要な改造や設計等を行うことを計画した。（１）に関しては、理論および実験についての詳細検討及びシミュレーションを行った。この過程で、当初は予期しなかった特徴ある新現象が起こりうることを発見した。当該現象の本質解明が本研究を遂行するうえで必要不可欠であり、この現象をも考慮した実験の再設計（イオンの候補やその候補に適したイオン源の選択を含む）が進行中である。また（２）のレーザー装置開発については、様々なイオンに対して必要なレーザー強度、時間構造（パルスあるいはCW）、光共振器設置の可能性などを検討した。更に（３）に関しては、イットリウム一価イオンの生成を試みた。イットリウムは、アルゴン13価イオン(Boron-like)に比較して、遷移強度が比較的強いという特徴がある。このためCWレーザーによる一光子励起が可能となる。ECRイオン源を用いた予備実験の結果、10マイクロアンペア程度のイットリウムビームを生成することが可能であると判明した。但し、ECRイオン源で生成されるイオンは、電子基底状態以外の準安定状態の可能性がある。どのような比率で基底状態が生成されるかについては、先行実験による実験結果も少なく、別途実験的に測定する必要がある。更に、実験に必要となる電磁石の仕様(寸法、形状、磁場強度等)について検討した。
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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
実績報告にもある通り、平成28年度では（１）実験や実験装置のより細部にわたる設計、（２）レーザー装置の開発、（３）ECRイオン源パラメータの予備的な測定やそれに基づく必要な改造設計を行うことを計画した。このうち（１）については、実際理論および実験についての詳細検討及びシミュレーションを行った。この過程で、当初は予期しなかった特徴ある新現象が起こりうることを発見し、当初計画を再検討することとした。（２）のレーザーの開発については再検討の結果を待つことにしている。（３）のイオン源の予備性能調査については、当初の目論み通り実験を行った。以上を総合的に勘案し、「概ね順調に進んでいる」と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究では、当初方針通り新奇光ビームが発生することを低エネルギー領域に於いて実証する。平成28年度において理論の細部を検討した結果、以前に想定していなかった現象が存在することが判明した。この結果を踏まえて、イオンビームを高輝度ガンマ線源として位置付けこの観点から実証実験を遂行することとした。より具体的には（１）高輝度ガンマ線源としての性能評価を行う。（２）新たな現象をも考慮し、イオン選択も含めた実験の再設計をおこなう。選択されたイオンに関し、ECRイオン源の強度及びビームエミタンスを実際に測定する。必要ならば、方式の異なるイオン源についても検討する。（３）実証実験全体のより詳しいシミュレーションを行う。特にビーム強度やエミタンス測定の結果に基づき、より正確にイオン励起数を評価する。（４）選択されたイオンの励起状態を生成するために必要なレーザーの基本部分を製作し、性能を確認する。光共振器による増幅が必要な場合には、共振器の設計を行う。（５）主検出器や励起イオン数の測定に必要モニターの設計を行う。
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