高エネルギー結晶化ビームの安定性について

On the stability of high-energy crystalline beams

杉本 寛*; 岡本 宏巳*; Wei, J.*; 百合 庸介; Sessler, A. M.*

Sugimoto, Hiroshi*; Okamoto, Hiromi*; Wei, J.*; Yuri, Yosuke; Sessler, A. M.*

加速器中のビームを冷却すると、ビームは最終的にクーロン結晶状態になると予見されている。そのエミッタンスはゼロであり、高エネルギー衝突実験に利用すれば非常に大きなルミノシティが期待される。ビームを結晶化させるためには、ベータトロン振動数とラティスの超周期数はを満たしている必要がある。また、結晶化したビームを安定に周回させるためにはビームエネルギーはトランジションエネルギーを超えてはならない。本研究ではとが大きい蓄積リングを想定し、結晶化ビームの安定性とビームのエネルギーの関係を理論及び分子動力学シミュレーションにより検討した。その結果、がを超えると結晶は不安定になることがわかった。これはの増加に伴い結晶化ビームの感じる実効的な集束力が弱くなることが原因であると考えられる。ただし、比較的低密度のひも状結晶はの場合にも安定に周回した。以上の結果から、高エネルギーの多次元結晶化ビームを安定に周回させるためには、ベータトロン振動数と超周期数が大きなリングが必要であることがわかった。

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