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テーブルトップシステムによる次世代加速器の研究

使用桌面系统研究下一代加速器

基本信息

批准号：
19654039
负责人：
岡本宏己
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

次世代加速器の基礎研究用に開発されたテーブルトップシステム“S-POD(Simulator for Particle Orbit Dynamics)"を用い,大強度ビームの共鳴不安定性に関する系統的実験を実施した。複数の高周波四重極電場を重ね合わせることにより,加速器のラティス構造や磁場誤差が共鳴条件に与える効果を詳細に調べた。また,1次元および2次元の集団共鳴理論の予言を実験データと比較検討した。共鳴条件のラティス構造依存性,空間電荷効果による不安定領域のシフト,共鳴の次数とシフト量の関係,誤差磁場が誘起する弱い共鳴の存在,等,コヒーレント共鳴現象に関する多くの予想を実験的に確認することに成功した。尚,前年度の実験で観測された「隣接して存在する二つの不安定領域」の発生源はいずれもコヒーレント共鳴で,幅の広い方が4次の非線形共鳴,狭い方が2次の共鳴に因るものであることが分かった。以上の実験はアルゴンイオンのプラズマを使って行ったが,レーザー冷却可能なカルシウムイオンに基づく実験も並行して実施した。プラズマ集積による捕獲粒子数の増大と密度制御,クーロン結晶の生成と射出などに関する実験を現在継続している他方,ソレノイドトラップに捕獲された純電子プラズマの密度制御実験を行った。閉じ込め磁場の強度などを調整することにより,今後のビームハロー生成実験に必要な,きわめて大きなチューンシフトを実現した。サイドバンド冷却によるプラズマ捕獲時間の伸長化にも成功している。また,サイクロトロン加熱を使って,プラズマの実空間形状がある程度制御可能であることを確認した。

In the development of basic research for next-generation accelerators, the system "S-POD(Simulator for Particle Orbit Dynamics)" was used to implement the system related to resonance instability of high-intensity accelerator. Multiple high frequency quadrupole electric field, structure, magnetic field error, resonance condition, and effect are tuned in detail. The theory of collective resonance in 1D and 2D is discussed in detail. The resonance condition depends on the structure, the space charge effect, the unstable field, the relationship between the number of resonance and the amount, the existence of weak resonance induced by the error magnetic field, etc. In the past year, we have measured the existence of two unstable regions adjacent to each other, and the occurrence of four non-linear resonances in the middle of the amplitude, and two non-linear resonances in the middle of the amplitude. The above is the first time that the company has been able to cool down the company. Increase in the number of trapped particles and density control, formation and emission of crystals, and density control of pure electrons The intensity of the magnetic field is adjusted, and it is necessary to realize the magnetic field in the future. The temperature of the cooling system is reduced by increasing the temperature of the cooling system.また,サイクロトロン加热を使って,プラズマの実空间形状がある程度制御可能であることを确认した。