レーザー冷却された重イオンビームの3次元秩序化に関する分子動力学シミュレーション

Molecular dynamics simulation on three-dimensional ordering of laser-cooled heavy-ion beams

百合 庸介

Yuri, Yosuke

ビーム結晶化の実現に向けて、レーザー冷却による超低エミッタンスビームの効率的な生成方法を確立するとともに、そのようなビームに発現する秩序化・結晶化状態の特性を解明するため、分子動力学法に基づいたシミュレーション研究を行っている。今回は、レーザー冷却システムを備えた京都大学の蓄積リングS-LSRを周回する40keVのMgイオンビームを例として、これを100mKオーダーまでレーザー冷却した場合に形成される3次元的な秩序化状態を調べた。その結果、いくつかの異なるチューンで秩序化状態が形成されるものの、空間電荷効果による加熱が大きくなるため形成される線密度に上限があることが分かった。加えて、講演では、秩序化状態におけるイオンの規則的な配置や周期振動の様子等、シミュレーションにより明らかになったビーム特性についても報告する。

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