逆自由電子レーザー機構による電子加速

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本研究は昭和59-60年度に科研費補助金一般研究Bとして遂行された、レーザー光による相対論的電子流加速の実験的研究を継承し、補完するものとして計画された。そのために、得られた結果は既に前記研究の成果報告書中に、併せて報告されている部分がある。目的は59-60年度の研究で明らかとなった(1)逆自由電子レーザー過程としては、通常自由電子レーザーとして用いられているヘリカル・ウイグラー磁場と軸方向一様収束場を使用した制動輻射型ではなく、一様磁場による電子のサイクロトロン運動と、その結果としての角度方向のバンチングを本質的機構とする、電子サイクロトロン・メーザー型であるべきとの結論に基き、(2)同時に確立された生成電磁波と、反跳を受ける電子ビーム中の個々の粒子の同時測定の技法を使用して、逆自由電子レーザー機構が存在し得ることを実験的に実証することである。このために60年度に導入された高出力の電磁波生成源を使用して、電子サイクロトロン・メーザー機構で特定の周波数の発光が確認された状態において、正にこの特定の周波数に対応する電磁波の吸収が殆んど完全に行われることを証明した。これは確認された発光機構が誘導輻射であることを意味するものであり、逆に特定の状態にある電子ビーム+磁場系に外部から電磁波を入射することにより共鳴的、且つ集団的に加速が生ずることの証明でもある。入射した電磁波の出力が不足気味であって、加速の直接の検証は出来ていないが、実験手法の改善の努力が続けられている。この実験は上述の意味で逆自由電子レーザー加速が存在することの世界で始めての実験的証明と思われる。発表の手続を急いでいる。