Novel acceleration techniques for the physics of massive neutrinos

質量のあるニュートリノ物理のための新しい加速技術

Terranova, F.*; Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; 桐山 博光; 田島 俊樹; Collier, J. L.*; Migliozzi, P.*; Pegoraro, F.*

Terranova, F.*; Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; Kiriyama, Hiromitsu; Tajima, Toshiki; Collier, J. L.*; Migliozzi, P.*; Pegoraro, F.*

来たるべき10年の間に、質量のあるニュートリノの物理は従来の加速器技術ではなく、今までない新規技術により開拓されるものと考えている。ここでは、新しいニュートリノソースによるニュートリノ振動研究を推進するのではなく、レーザー生成プラズマ相互作用について議論する。集団的レーザー生成プラズマ相互作用における効率の良いイオン加速は、慣性核融合研究や中性子スパレーションソースと連携を取りながら、ニュートリノより一般的な高エネルギー物理研究を切り開くものと考えられる。さらに、パラメトリック増幅による高強度レーザー技術は、慣性核融合炉用レーザーの現状の設計を大きく変えることなく応用できる。実験的な検証のために、効率の良いイオン加速領域の条件について議論する。

In the forthcoming decades, the physics of massive neutrinos will pose unprecedented challenges to traditional acceleration techniques. In this talk we revise the main motivations for pursuing neutrino oscillation studies with novel neutrino sources and, particularly, we consider the opportunities offered by laser-plasma accelerators. The existence of efficient ion acceleration regimes in collective laser-plasma interactions opens up the possibility to develop neutrino and, more generally, high-energy physics facilities in conjunction with projects for inertial confinement nuclear fusion (ICF) and neutron spallation sources. Moreover, parametric amplification techniques allow pulse compression implementations that do not fall in contradiction with current designs for ICF drivers. We discuss the conditions under which these efficient regimes can be put into operation and the perspectives for their empirical verification.