| 研究課題/領域番号 |
21340061
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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, 教授 (40211809)
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| 研究分担者 |
檜垣 浩之 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 准教授 (10334046)
伊藤 清一 広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教 (70335719)
池上 雅紀 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (20332116)
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| キーワード | 加速器 / 荷電粒子ビーム / 非中性プラズマ / 空間電荷効果 / イオントラップ / ソレノイドトラップ |
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| 研究概要 |
特殊な非中性プラズマトラップ中に閉じ込められた電子あるいはイオンの集団は、加速器中を相対論的速度で伝搬する荷電粒子ビームと物理的に等価であることが証明できる。この事実に着目し、安価でコンパクトなトラップ装置を利用して、次世代加速器の基礎研究(とくに、高品位ビームの生成過程で深刻な問題となる"空間電荷効果"の実験的・理論的研究)を展開している。昨年度に引き続き、既存の「機能分離型線形ポールトラップ(MSPT)」による集団共鳴不安定化現象の系統的研究を実施した。これまでは正弦的な高周波電圧を使ってイオンを閉じ込めていたが、実験条件を現代加速器の典型的なラティス構造に直接対応させるため矩形波を導入した。まず、年度前半に矩形波電圧発生器の動作チェックならびにイオンの捕獲試験を行った。電圧波形の変更に伴う自動計測・データ収集システムの調整も試み、正弦波の場合とほぼ同じ条件下で共鳴が発生することを確認した。この結果は理論的な予想と合致する。しかしながら、初期の生成イオン数が以前と比べ減少しており、電子銃の交換や多粒子シミュレーションなどにより原因を調査中である。この実験と並行して新規MSPTの製作を進め、主要システム(トラップ本体、真空系、電源、制御系、観測系など)の構築をほぼ完了した。イオンの閉じ込め試験にも成功し、"共鳴横断"によるビーム損失効果を実験的に検証するための最終調整を現在進めている。「多重電極型ソレノイドトラップ」によるビームハロー形成過程の研究も進捗中である。昨年度末からデータの再現性に若干の問題が生じていたが、部品の交換等により改善し、今年に入ってハロー形成過程の系統的研究に着手したところである。尚、年度初めに海外共同研究者のA.M.SesslerおよびJ.Weiと国内で合流し、本課題に関連する基礎実験および研究打ち合わせを行った。
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