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有限な厚みをもつ2次元抵抗性壁面インピーダンス; その数学的構造と物理的意味

Two-dimensional resistive-wall impedance with finite thickness; Its mathematical structures and their physical meanings

菖蒲田 義博   

Shobuda, Yoshihiro

有限の厚みを持つ円筒形チャンバーの2次元抵抗性壁面インピーダンスは、スキンデプスがチャンバーの厚みより大きいとき、周波数に比例して減少する。一般に、この現象はビーム由来の電磁場がこの周波数領域でチャンバーから漏れ出すためと解釈されている。しかし、従来の式を援用する限り、抵抗性壁面インピーダンス、ビーム固有の空間電荷インピーダンス、チャンバーからの漏れ磁場の関係は明らかではない。本研究では、抵抗性チャンバーの外側に真空層を介して意図的に完全導体のチャンバーを導入するモデルを考えることで、ビームと抵抗性チャンバーの相互作用をより包括的に扱える物理イメージを提供した。抵抗性インピーダンスは、加速器のビーム不安定性源としてしばしば問題になるが、本研究により抵抗性インピーダンスとビームの空間電荷効果との関係があきらかになり、適切なシミュレーション法も明確になった。

Two-dimensional resistive-wall impedance of cylindrical chambers with a finite thickness decreases proportionally to the frequency when the skin depth is greater than the chamber thickness. The phenomenon is typically interpreted that the electro-magnetic fields leak out of the chamber over the frequency range. However, the relation among the resistive-wall impedance, the space charge impedance, and the leakage fields from the chamber is not clear. This study provides a more comprehensive picture of dealing with them simultaneously.

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