Crystalline beams in dispersion-free storage rings

無分散蓄積リングにおけるクリスタルビーム

池上 将弘*; 岡本 宏巳*; 百合 庸介

Ikegami, Masahiro*; Okamoto, Hiromi*; Yuri, Yosuke

偏向電磁石によって誘起される運動量分散のために、テーパー冷却と呼ばれる特殊な冷却力がなければ、蓄積リングにおいてクリスタルビームの形成は困難であることが知られている。しかし、磁場偏向領域に電場を加えることによって、リング全周にわたって運動量分散を消すことが可能である。そのようなデフレクタを有する蓄積リングでは、通常の冷却力を用いて多次元クリスタルビームの形成が可能となる。これを確かめるため、分子動力学シミュレーションを実施し、無分散蓄積リングにおけるビーム結晶化について解析した。シミュレーション結果によれば、テーパー冷却なしでさまざまなクリスタルビームの形成が可能である。

Generating a multidimensional crystalline beam in a storage ring has been known to be difficult without a special cooling force, i.e., tapered cooling, because of the momentum dispersion induced by bending magnets. It is, however, possible to eliminate the dispersion all around the ring by adding an electric dipole field in each magnetic bending region. A storage ring with such unique deflectors should enable us to reach multidimensional crystalline states with an ordinary "untapered" cooling force. In order to verify this expectation, molecular dynamics simulations are performed to study beam crystallization in several dispersion-free storage rings including the S-LSR at Kyoto University. The present results show that various crystalline states can be established without relying on the tapered force.