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2022 年度 実績報告書

高時間分解能ビームロスモニタを用いた高速ビーム診断システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 22H03867
配分区分補助金
研究機関名古屋大学

研究代表者

吉原 圭亮  名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 特任准教授 (30870901)

研究分担者 池田 仁美  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (80370071)
梶 裕志  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (80444397)
田中 秀治  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (80311124)
中山 浩幸  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (10587900)
角野 秀一  東京都立大学, 理学研究科, 教授 (70376698)
古賀 太一朗  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教 (10834468)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードビーム診断 / SuperKEKB / Belle II / ビームロス / ロスモニター / アボートセンサー / コリメータ
研究実績の概要

SuperKEKB/Belle II 実験では世界最高ルミノシティの加速器運転で高統計50ab-1のデータを取得し、素粒子標準模型を超えた新しいCP対称性の破れの起源を探索する。現在のSuperKEKB加速器運転では、原因不明のビームロスが度々発生しており、コリメータなどの真空機器やBelle II検出器の損傷が発生しており、これがルミノシティ向上に向けた喫緊の課題となっている。本研究ではこのビームロスの原因を追求すべく、ビーム診断システムの開発に着手してきた。本年度は放射線耐性に優れたEMTなどの新しいロスモニターの開発を行い、開発したロスモニターを複数SuperKEKBトンネル内に設置した。これらロスモニターのデータ解析を進めることでビームロスが起きやすい場所に関する新しい知見を得ることができた。また高速ロスモニターを既存のビームアボートシステムに組み込むことで、ビームアボートシステムの高速化が可能であるが、本年度はその実証実験をすることができた。またこれまでのビーム診断システム開発状況やデータ解析の結果に関して、国内外の学会で発表を行うことができた。

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

予定通りロスモニターの開発を進め、SuperKEKBのトンネル内に新たにロスモニターを設置することができた。またこれらのロスモニターを用いた統合解析によりビームロスが発生しやすい場所に関する新たな知見を得ることができた。またロスモニター信号をアボートシステムに組み込むことでビームアボートの高速化に関する研究も進めることができた。

今後の研究の推進方策

今後はさらにロスモニターの数を増やし、リング全周にわたってビームロスが観測できるようにし、より高精度のタイミング解析を行うことで、ビームロスの原因追及を進めていく。またビームアボートのさらなる高速化に向けて、新たなアボート検出器の開発やアボート信号輸送経路の最適化も進めながらより安全な運転を実現し、ルミノシティの向上に繋げていく。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] SuperKEKB Beam Instabilities Challenges and Experience2023

    • 著者名/発表者名
      H. Ikeda et al
    • 雑誌名

      Journals of Accelerator Conferences Website

      巻: eeFACT2022 ページ: 202-207

    • DOI

      10.18429/JACoW-eeFACT2022-WEZAS0202

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] SuperKEKB加速器におけるビームアボート高速化に向けた基礎研究2023

    • 著者名/発表者名
      北村和樹
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
  • [学会発表] SuperKEKB加速器のバンチ入射バックグラウンドの解析によるトリガー論理改善の検討2023

    • 著者名/発表者名
      楠戸愛美
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
  • [学会発表] Belle II実験における素粒子標準理論を超える新物理探索の現状とSuperKEKBの改良後の展望2023

    • 著者名/発表者名
      吉原圭亮
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Study of beam loss of SuperKEKB based on new loss monitor system for Belle II¶2022

    • 著者名/発表者名
      Yuxin Liu
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [学会発表] Beam loss at SuperKEKB: an analysis with the new loss monitor system for the Belle II2022

    • 著者名/発表者名
      Michele Aversano
    • 学会等名
      FPWS2022
  • [学会発表] Study of sudden beam loss of SuperKEKB based on new loss monitor system for Belle II2022

    • 著者名/発表者名
      Liu Yuxin
    • 学会等名
      FPWS2022
  • [学会発表] SuperKEKB Beam Instabilities Challenges and Experience2022

    • 著者名/発表者名
      H. Ikeda
    • 学会等名
      eeFACT2022
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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