運動量分散を制御した高速３次元レーザー冷却によるクリスタルビームの生成

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23740213
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 百合 庸介 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 高崎量子応用研究所 放射線高度利用施設部, 研究員 (90414565)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: イオンビーム / レーザー冷却 / 蓄積リング / クリスタルビーム / 秩序化

研究概要

“クリスタルビーム”と呼ばれる、指向性や単色性が極めて高い超高品質のビームを実現するため、自主開発した分子動力学シミュレーションコードを駆使して、イオンビームのレーザー冷却に関する研究を実施した。運動量分散を介して３次元レーザー冷却を高速化する蓄積リングの運転条件を明らかにするとともに、イオンビームの３次元レーザー冷却過程や冷却ビームの特性を詳細に調べた。冷却により３次元の秩序化構造を有するビームが形成されることを見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation of the Three-Dimensional Ordered State in Laser-Cooled Heavy-Ion Beams (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Yuri
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 1 ページ: 013014
  • DOI: 10.7566/JPSCP.1.013014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficiency Enhancement of Indirect Transverse Laser Cooling with Synchro-Betatron Resonant Coupling by Suppression of Beam Intensity (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Souda, M. Nakao, H. Tongu, K. Jimbo, K. Osaki, H. Okamoto, Y. Yuri, H. Zhengqi, M. Grieser, and A. Noda
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 ページ: 030202
  • DOI: 10.7567/JJAP.52.030202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation Study on Transverse Laser Cooling and Ordering of Heavy-Ion Beams in a Storage Ring
  • 著者名/発表者名: Y. Yuri
  • 雑誌名: Proceedings of the North American Particle Accelerator Conference 巻: NA-PAC'13 ページ: 1434
  • URL: http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/pac2013/
• [雑誌論文] Simulation Study on Transverse Laser Cooling and Crystallization of Heavy-Ion Beams at the Cooler Storage Ring S-LSR
  • 著者名/発表者名: Y. Yuri, K. Osaki H. Okamoto, Z. He, H. Souda, A. Noda, M. Nakao, H. Tongu, and K. Jimbo
  • 雑誌名: Proceedings of the International Workshop on Beam Cooling and Related Topics 巻: COOL'13 ページ: 162
  • URL: http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/cool2013/
• [学会発表] Molecular Dynamics Simulation of the Three-Dimensional Ordered State in Laser-Cooled Heavy-Ion Beams (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yuri
  • 学会等名: 12th Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: 千葉市、幕張メッセ
  • 年月日: 20130714-19
• [学会発表] Simulation Study on Three-dimensional Laser Cooling of Ion Beams and Characteristics of the Cooled Beams (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Yuri
  • 学会等名: 3rd International Particle Accelerator Conference, IPAC'12
  • 発表場所: 米国ニューオリンズ
  • 年月日: 20120520-25