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2007 年度 実績報告書

電子ビーム冷却による相転移現象を利用した極小エミッタンスイオンビームの実現

研究課題

研究課題/領域番号 19540290
研究機関京都大学

研究代表者

白井 敏之  京都大学, 化学研究所, 助教 (50252507)

研究分担者 野田 章  京都大学, 化学研究所, 教授 (20114605)
頓宮 拓  京都大学, 化学研究所, 技術職員 (10397523)
キーワード電子ビーム冷却 / ビーム相転移 / Ordering相転移 / 分子動力学シミュレーション / 飛跡検出器
研究概要

本研究の目的は、加速器中のイオンビームに対し、電子ビーム冷却をおこなうことにより、ビーム中のイオンの相対運動エネルギーを、粒子間クーロン相互作用エネルギーよりも低下させて、ビーム構造がひものように揃うビーム相転移(Ordering相転移)をおこさせ、イオンビームの質を飛躍的に改善しようとするものである。
平成19年度の重要な目標は、京都大学化学研究所において、世界で初めて観測された陽子ビームのOrdering相転移を精密に計測し、分子動力学シミュレーションとの比較検証をおこなうことであった。その結果の詳細は、白井ならびにA.Smirnov(JINR)が執筆した論文に掲載されているが、実験、シミュレーションの両方において、陽子数が2000個から4000個のときに、運動量広がりにおいて、相転移が起きることが確認された。この結果から、実験とシミュレーションは、転移点に関して、よく一致することもがわかった。
平成19年度のもうひとつの重要なテーマであった、1μm程度の分解能をもったビームサイズモニター開発においては、さまざまなビームモニター方式の比較検討をおこなった結果、加速器からイオンビームを取り出して、CR39などの飛跡検出器によって計測することにより、5μm程度の位置分解能を得られることがわかった。最終目標の1μmには及ばないが、来年度の目標であるビームサイズの相転移を確認するには、十分な性能をもっていると考えている。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2007

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] One Dimensional Beam Ordering of Protons in a Storage Ring2007

    • 著者名/発表者名
      白井 敏之, 他
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 98

      ページ: 204801 1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of Ordered Proton Beams at S-LSR2007

    • 著者名/発表者名
      A. Smirnov, 他
    • 雑誌名

      HIMAC Report 126

      ページ: 1-15

  • [雑誌論文] Ordering Transition of the Electron Cooled Proton Beam2007

    • 著者名/発表者名
      白井 敏之, 他
    • 雑誌名

      Proceedings of the Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan 4

      ページ: 115-117

  • [雑誌論文] Electron Cooling Experiments at S-LSR2007

    • 著者名/発表者名
      白井 敏之, 他
    • 雑誌名

      Proceedings of International Workshop on Beam Cooling and Related Topics

      ページ: 135-139

  • [学会発表] 電子ビーム冷却された陽子ビームのOrdering相転移2007

    • 著者名/発表者名
      白井 敏之
    • 学会等名
      第4回 日本加速器学会 年会
    • 発表場所
      和光市民文化センター
    • 年月日
      2007-08-02

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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