量子ビーム発生科学研究室メンバー紹介
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プロフィール

研究テーマ ： 電子ライナックを用いた高輝度短バンチ陽電子ビーム装置の開発
概要 ： 物質中に入射した陽電子は、100ps程度で物質中の電子と対消滅します。しかし、高分子中の自由体積や結晶中の原子空孔のように原子が欠如している部分では、陽電子に対するポテンシャルが低いので、陽電子はそこに引き寄せられ、また、そこは電子密度が低いので結果として陽電子の寿命は延びます。このとき、空隙の大きな物質においては、陽電子が消滅するまでに、ポジトロニウム(Ps)という水素原子型の電子-陽電子の束縛状態ができることが知られています。特に、構成要素の電子と陽電子が同じ方向のスピンを持つオルソポジトロニウム(o-Ps)の物質中での平均寿命は、数nsであり、この寿命は物質中の空隙の大きさに依存していると考えられています。その為、高分子中の自由体積の評価などにo-Psの寿命測定法が用いられており、それは多くの物質に対して有効です。しかし、物質中のo-Psの寿命を決定する要因には、空隙の大きさ以外にも、物質中の周辺ポテンシャルからの影響など様々な相互作用が介在しており、その効果の為に、o-Psの寿命から空隙の大きさを評価できない物質も存在します。そこで、o-Psを励起させることによって、空隙周辺のポテンシャルからの影響を受けやすくし、それがどの程度o-Psの寿命に影響を及ぼしているのかを評価することを計画しました。o-Psを励起させる為には、陽電子バンチに同期して短パルスレーザーを照射することになりますが、このような実験においては、バンチあたりの陽電子数が多く、パルス幅の短い陽電子ビームが必要となります。 そこで、同期実験の第一段階である高輝度短バンチ陽電子ビーム生成について研究しました。 本研究においては、阪大産研附属放射線実験所に設置されている、パルス幅約20ps、バンチあたりの電子数約3×10¹¹個の高輝度シングルバンチ電子ビームが発生可能な　L-バンド電子ライナックを利用し、その電子バンチをそのまま陽電子バンチに変換することにし、陽電子発生装置を開発することにしました。 本実験における電子ビームの加速エネルギーは、実質このライナックで運転できる最高エネルギーの28MeVです。本実験では、L-バンド電子ライナックによって加速された電子ビームを偏向電磁石(BM)で曲げ、タングステンコンバーター（陽電子変換材）に当てて陽電子に変換し、隣の測定室まで輸送します。BMと壁との間隔は4m程度であり、この間隔に四極電磁石(QM)と陽電子発生部を設置しなければなりません。そして、コンバーターに入射する電子ビームの直径は大きくても10mm以下であることが要求されます。電子ビームの輸送路を設計するにあたって、この系でのビームの拡がりの程度を知る為に、まずエミッタンスとツイスパラメータを測定しました。そして、これらの値を基に転送行列を用いて電子の軌道を計算し、陽電子発生部の位置(集束点)と四極電磁石の位置を決定しました。そして、それらが限られたスペースに収まり、四極電磁石に与える電流値が許容量を超えていないことを確認しました。 次に、電子から低速陽電子への変換効率が最も高くなるような陽電子発生部を設計し、それから得られる陽電子ビームを数値計算で評価しました。その結果、バンチあたり約1.1×10⁵個、パルス幅約22psの陽電子ビームが得られることが見積られました。そして、この設計に基づいて実際に装置を建設し、陽電子ビームを測定しました。その結果、バンチあたり2954個、パルス幅約20nsの陽電子ビームが得られました。

研究のキーワード
線形加速器
ビーム輸送路の設計
陽電子とポジトロニウム
低速陽電子源の開発

プロシーディングス（陽電子発生装置の設計について書いてあります）

第２６回リニアック技術研究会（KEK　２００１年８月）
Proceedings of the 26th Linear Accelerator Meeting in Japan, Tukuba, August1-3, 2001, pp311-313
レーザー同期短バンチ陽電子ビーム装置の開発　（日本語）　←PDFです

第１３回加速器科学研究発表会(大阪大学　２００１年１０月)
Proceedings of the 13th Symposium on Accelerator Science and Technology, Suita, Osaka, Japan, October29-31, 2001, pp.435-436
Development of a Synchronization System Between Positron Beam And Laser　（英語） ←PDFです

修士論文

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磯山研究室（量子ビーム発生科学） 理学研究科物理学専攻 大阪大学

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(作りかけですみません)

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量子色力学
CP対称性の破れ
ヒッグス機構
超対称性

スカラーテンソル重力理論 　(単なる数学の演習 ? いやいやこれでも一応卒論なんですけど(^_^；”)　←PDFです