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J-PARC MRにおける横方向ビーム不安定性の抵抗性壁効果の影響の調査

Study of the transverse beam instability caused by the resistive-wall impedance at the J-PARC main ring

小林 愛音*; 外山 毅*; 菖蒲田 義博 ; 中村 剛*; 佐藤 洋一*

Kobayashi, Aine*; Toyama, Takeshi*; Shobuda, Yoshihiro; Nakamura, Tsuyoshi*; Sato, Yoichi*

J-PARC main ring (MR)速い取り出し運転において、ベータトロンチューンシフトやビーム不安定性を発生させるなど、横方向インピーダンスはビームに強い影響を与える。その見積もりと対策はビーム強度を現在の$$3.3times 10^{13}$$ ppb$$ times$$ $$ 8$$バンチから$$4.4 times 10^{13} $$ppb $$times$$ $$ 8$$バンチとする大強度運転に向けて不可欠である。この研究ではインピーダンス源の特定のための調査を行なった。MRの横方向の主要インピーダンス源は抵抗性壁効果と考えられているが、水平方向には他にキッカー等のインピーダンスがあるため、ここでは他のインピーダンスの寄与が小さいと考えられる垂直方向についてビーム試験を行なった。試験ではマルチバンチビーム不安定性の成長率を、チューンを変えることによりインピーダンスが応答する周波数を変えて測定し、それを抵抗性壁効果の模型と比較することによりインピーダンスを同定することとした。シングルバンチ不安定性の寄与は、バンチ数を変えてバンチ電流を増減させ、かつバンチ内振動の測定を行い確認した。ここでは解析手法やシミュレーションとの比較についても報告する。

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