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論文

Strong local moment antiferromagnetic spin fluctuations in V-doped LiFeAs

Xu, Z.*; Dai, G.*; Li, Y.*; Yin, Z.*; Rong, Y.*; Tian, L.*; Liu, P.*; Wang, H.*; Xing, L.*; Wei, Y.*; et al.

npj Quantum Materials (Internet), 5(1), p.11_1 - 11_7, 2020/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:100(Materials Science, Multidisciplinary)

We use neutron scattering to study Vanadium (hole)-doped LiFe$$_{1-x}$$V$$_{x}$$As. In the undoped state, LiFeAs exhibits superconductivity at $$T_mathrm{c} = 18$$ K and transverse incommensurate spin excitations similar to electron overdoped iron pnictides. Upon Vanadium doping to form LiFe$$_{0.955}$$V$$_{0.045}$$, the transverse incommensurate spin excitations in LiFeAs transform into longitudinally elongated ones in a similar fashion to that of potassium (hole)-doped Ba$$_{0.7}$$K$$_{0.3}$$Fe$$_{2}$$As$$_{2}$$ but with dramatically enhanced magnetic scattering and elimination of superconductivity. This is different from the suppression of the overall magnetic excitations in hole-doped BaFe$$_{2}$$As$$_{2}$$ and the enhancement of superconductivity near optimal hole doping. These results are consistent with density function theory plus dynamic mean field theory calculations, suggesting that Vanadium doping in LiFeAs may induce an enlarged effective magnetic moment $$S_mathrm{eff}$$ with a spin crossover ground state arising from the inter-orbital scattering of itinerant electrons.

論文

Odd and even modes of neutron spin resonance in the bilayer iron-based superconductor CaKFe$$_{4}$$As$$_{4}$$

Xie, T.*; Wei, Y.*; Gong, D.*; Fennell, T.*; Stuhr, U.*; 梶本 亮一; 池内 和彦*; Li, S.*; Hu, J.*; Luo, H.*

Physical Review Letters, 120(26), p.267003_1 - 267003_7, 2018/06

 被引用回数:12 パーセンタイル:17.42(Physics, Multidisciplinary)

We report an inelastic neutron scattering study on the spin resonance in the bilayer iron-based superconductor CaKFe$$_4$$As$$_4$$. In contrast to its quasi-two-dimensional electron structure, three strongly $$L$$-dependent modes of spin resonance are found below $$T_c$$ = 35 K. The mode energies are below and linearly scale with the total superconducting gaps summed on the nesting hole and electron pockets, essentially in agreement with the results in cuprate and heavy fermion superconductors. This observation supports the sign-reversed Cooper-pairing mechanism under multiple pairing channels and resolves the long-standing puzzles concerning the broadening and dispersive spin resonance peak in iron pnictides. More importantly, the triple resonant modes can be classified into odd and even symmetries with respect to the distance of Fe-Fe planes within the Fe-As bilayer unit. Thus, our results closely resemble those in the bilayer cuprates with nondegenerate spin excitations, suggesting that these two high-$$T_c$$ superconducting families share a common nature.

論文

Observation of magnetoelastic effects in a quasi-one-dimensional spiral magnet

Wang, C.*; Daiwei, Y.*; Liu, X.*; Chen, R.*; Du, X.*; Hu, B.*; Wang, L.*; 飯田 一樹*; 蒲沢 和也*; 脇本 秀一; et al.

Physical Review B, 96(8), p.085111_1 - 085111_5, 2017/08

AA2017-0274.pdf:1.02MB

 被引用回数:3 パーセンタイル:69.64(Materials Science, Multidisciplinary)

This paper presents a systematic study of spin and lattice dynamics in the quasi-one-dimensional spiral magnet CuBr$$_2$$, using Raman scattering in conjunction with infrared and neutron spectroscopy. Along with the development of spin correlations upon cooling, we observe a rich set of broad Raman bands at energies that correspond to phonon-dispersion energies near the one-dimensional magnetic wave vector. The low-energy bands further exhibit a distinct intensity maximum at the spiral magnetic ordering temperature.

論文

Parameter optimization for multi-dimensional laser cooling of an ion beam in the storage ring S-LSR

He, Z.*; Wei, J.*; 大崎 一哉*; 岡本 宏巳*; 野田 章*; 中尾 政夫*; 想田 光*; 百合 庸介; 神保 光一*

Proceedings of 25th North American Particle Accelerator Conference (NA-PAC '13) (Internet), p.1298 - 1300, 2013/09

The power of the cooling laser currently available in a compact ion cooler ring S-LSR, Kyoto University, is quite limited for generating ultralow-temperature ion beams. Therefore, parameters of laser cooling should be carefully determined in order to approach the lowest possible temperature in the experiment. This paper mainly concerns optimization of laser-cooling parameters and prediction of a possible lower limit of beam temperature in S-LSR, based on systematic molecular dynamics simulations. The adiabatic capture process of the ion beam was introduced to prevent the emittance from blowing up during bunching. The spot size of the laser was optimized with the total laser power limited. An optimum solenoid field strength was obtained for three-dimensional cooling. The lowest beam temperature achievable in S-LSR was predicted by choosing the parameters optimized.

論文

ITER magnet systems; From qualification to full scale construction

中嶋 秀夫; 辺見 努; 井口 将秀; 名原 啓博; 松井 邦浩; 千田 豊; 梶谷 秀樹; 高野 克敏; 礒野 高明; 小泉 徳潔; et al.

Proceedings of 24th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2012) (CD-ROM), 8 Pages, 2013/03

ITER機構及び6国内機関(中国,欧州,日本,韓国,ロシア,米国)は、協力してITERマグネット・システムを製作している。日本,ロシア,中国,韓国は既に実機の超伝導導体の製作を実施している。TFコイル用のラジアルプレートの製作では、欧州及び日本で品質検証が終了し、実機施策の準備が整った。日本は1/3サイズの試作ダミー巻線を実機大ダミー巻線試作の前に実施し、製作方法を検証した。欧州では、実機製作に必要な治具類の準備とその性能検証が進行中である。また、日本は、2個の実機大TF構造物を試作し、製作方法の最適化と工業化を実施した。コレクション・コイルの製作進捗はTFコイル同様に順調であり、巻線治具等の準備はほとんど終了し、品質検証が開始された。その他のマグネットにおいても、2020年の初期プラズマ点火達成に向けて、順調に製作が進んでいる。

論文

Identified charged hadron production in $$p + p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 and 62.4 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review C, 83(6), p.064903_1 - 064903_29, 2011/06

 被引用回数:140 パーセンタイル:0.67(Physics, Nuclear)

200GeVと62.4GeVでの陽子陽子の中心衝突からの$$pi, K, p$$の横運動量分布及び収量をRHICのPHENIX実験によって測定した。それぞれエネルギーでの逆スロープパラメーター、平均横運動量及び単位rapidityあたりの収量を求め、異なるエネルギーでの他の測定結果と比較する。また$$m_T$$$$x_T$$スケーリングのようなスケーリングについて示して陽子陽子衝突における粒子生成メカニズムについて議論する。さらに測定したスペクトルを二次の摂動QCDの計算と比較する。

論文

Azimuthal correlations of electrons from heavy-flavor decay with hadrons in $$p+p$$ and Au+Au collisions at $$sqrt{s_{NN}}$$ = 200 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Aramaki, Y.*; et al.

Physical Review C, 83(4), p.044912_1 - 044912_16, 2011/04

 被引用回数:7 パーセンタイル:49.35(Physics, Nuclear)

重いフレーバーのメソンの崩壊からの電子の測定は、このメソンの収量が金金衝突では陽子陽子に比べて抑制されていることを示している。われわれはこの研究をさらに進めて二つの粒子の相関、つまり重いフレーバーメソンの崩壊からの電子と、もう一つの重いフレーバーメソンあるいはジェットの破片からの荷電ハドロン、の相関を調べた。この測定は重いクォークとクォークグルオン物質の相互作用についてのより詳しい情報を与えるものである。われわれは特に金金衝突では陽子陽子に比べて反対側のジェットの形と収量が変化していることを見いだした。

論文

Measurement of neutral mesons in $$p$$ + $$p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 GeV and scaling properties of hadron production

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; Akiba, Y.*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; Aoki, K.*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review D, 83(5), p.052004_1 - 052004_26, 2011/03

 被引用回数:133 パーセンタイル:1.64(Astronomy & Astrophysics)

RHIC-PHENIX実験で重心エネルギー200GeVの陽子陽子衝突からの$$K^0_s$$, $$omega$$, $$eta'$$$$phi$$中間子生成の微分断面積を測定した。これらハドロンの横運動量分布のスペクトルの形はたった二つのパラメーター、$$n, T$$、のTsallis分布関数でよく記述できる。これらのパラメーターはそれぞれ高い横運動量と低い横運動量の領域のスペクトルを決めている。これらの分布をフィットして得られた積分された不変断面積はこれまで測定されたデータ及び統計モデルの予言と一致している。

論文

Intense high-contrast femtosecond $$K$$-shell X-ray source from laser-driven Ar clusters

Chen, L. M.*; Liu, F.*; Wang, W. M.*; 神門 正城; Mao, J. Y.*; Zhang, L.*; Ma, J.*; Li, Y. T.*; Bulanov, S. V.; 田島 俊樹; et al.

Physical Review Letters, 104(21), p.215004_1 - 215004_4, 2010/05

 被引用回数:59 パーセンタイル:9.45(Physics, Multidisciplinary)

Bright Ar quasimonochromatic $$K$$-shell X-ray with very little background has been generated using an Ar clustering gas jet target irradiated with a 30 fs ultrahigh-contrast laser, with a measured flux of 2.2$$times$$10$$^{11}$$ photons/J into 4$$pi$$. This intense X-ray source critically depends on the laser contrast and intensity. The optimization of source output with interaction length is addressed. Simulations point to a nonlinear resonant mechanism of electron heating during the early stage of laser interaction, resulting in enhanced X-ray emission. The X-ray pulse duration is expected to be only 10 fs, opening the possibility for single- shot ultrafast keV X-ray imaging applications.

論文

Intrabeam scattering at low temperature range

Yu, P.*; He, Z.*; Wei, J.*; Sessler, A. M.*; 岡本 宏巳*; 百合 庸介

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.1943 - 1945, 2010/05

In the process of beam cooling, the main heating source is intra-beam scattering (IBS), in which Coulomb collisions among particles lead to a growth of the beam's 6D phase-space volume. The results of molecular dynamics simulations have shown an increase of heating rate as the temperature increases from absolute zero, then a peak in the heating rate, and subsequent decrease with increasing temperature. On the other hand, in the traditional IBS theory, heating rate increases monotonically as the temperature becomes lower and lower. In this paper, we attempt to extend the traditional IBS theory valid at high temperatures to relatively low temperature range, by including some many-body effects in the traditional IBS theory. In particular, we take into account the static and dynamic effect of the self-electromagnetic field of the beam. We shall show how these effects modify the traditional theory, and present the evaluation of IBS heating rate of an ion beam in the low temperature range.

論文

Status and challenges in beam crystallization

Wei, J.*; Yu, P.*; 岡本 宏巳*; 百合 庸介; Li, X.-P.*; Sessler, A. M.*

Proceedings of Workshop on Beam Cooling and Related Topics (COOL '09) (Internet), p.86 - 90, 2010/00

During the past several decades, beam crystallization has been studied both theoretically and experimentally. Theoretical investigations have been numerical, mainly using computer modeling based on the method of molecular dynamics, and analytical, based on phonon theory. Experimental investigations involve both ion storage rings and ion traps using both electron and laser beam cooling. Topics of interests include crystal stability in various accelerator lattices and under different beam conditions, crystalline beam formation in shear-free ring lattices with both magnets and electrodes, experimental simulation of alternating-gradient conditions with an ion trap, etc. In this paper, we first review theoretical approaches and major conclusions pertaining to beam crystallization. Then, we analyze conditions and methods of the various major experiments. Finally, we discuss, both theoretically and experimentally, some improvements, open questions, and challenges in beam crystallization.

論文

Performance of vanadium redox flow battery with a novel amphoteric ion exchange membrane synthesized by two-step grafting method

Qiu, J.*; Zhai, M.*; Chen, J.; Wang, Y.*; Peng, J.*; Xu, L.*; Li, J.*; Wei, G.*

Journal of Membrane Science, 342(1-2), p.215 - 220, 2009/10

 被引用回数:61 パーセンタイル:9.69(Engineering, Chemical)

二段階放射線グラフト法によるETFEをベースにした両性イオン交換膜を作製した。まず、スチレンモノマーをETFEフィルムに放射線グラフトした後、スルホン化反応によりカチオン型イオン交換膜とした。次に、得られたカチオン型イオン交換膜をベースフィルムとして、メタクリル酸ジメチルアミノエチル(DMAEMA)を放射線グラフトし、プロトン化反応により両性イオン交換膜を作製した。作製した両性イオン交換膜は、高いイオン交換容量と伝導率、低いバナジウムイオンの透過率を有することがわかった。さらに、このような両性イオン交換膜のレドックスフロー電池評価から、300時間以上の耐久性があり、ナフィオン117膜より高いエネルギー効率を示すこともわかった。

論文

Modeling of ultra-cold and crystalline ion beams

岡本 宏巳*; 杉本 寛*; 百合 庸介; 池上 将弘*; Wei, J.*

Proceedings of 10th International Computational Accelerator Physics Conference (ICAP 2009) (Internet), p.151 - 156, 2009/08

An ultimate goal in accelerator physics is to produce a "zero-emittance" beam, which is equivalent to making the beam temperature the absolute zero in the center-of-mass frame. At this limit, if somehow reached, the beam is Coulomb crystallized. Schiffer and co-workers first applied the molecular dynamics (MD) technique to study the fundamental features of various Coulomb crystals. Their pioneering work was later generalized by Wei et al. who explicitly incorporated discrete alternating-gradient lattice structures into MD simulations. This talk summarizes recent numerical efforts made to clarify the dynamic behavior of ultra-cold and crystalline ion beams. The MD modeling of beam crystallization in a storage ring is outlined, including how one can approach the ultra-low emittance limit. Several possible methods are described of cooling an ion beam with radiation pressure (the Doppler laser cooling).

論文

Amphoteric ion exchange membrane synthesized by radiation-induced graft copolymerization of styrene and dimethylaminoethyl methacrylate into PVDF film for vanadium redox flow battery applications

Qiu, J.*; Zhang, J.*; Chen, J.; Peng, J.*; Xu, L.*; Zhai, M.*; Li, J.*; Wei, G.*

Journal of Membrane Science, 334(1-2), p.9 - 15, 2009/05

 被引用回数:74 パーセンタイル:6.7(Engineering, Chemical)

放射線グラフト重合法により、モノマーであるスチレン(St)とメタクリル酸ジメチルアミノエチル(DMAEMA)をポリフッ化ビニリデン(PVDF)フィルムへグラフトした後、そのグラフトフィルムをスルホン化とプロトン化反応により両性イオン交換膜とした。グラフト率は、照射線量とともに増加し、約60kGyで最大グラフト率が得られた。両性イオン交換膜の特性はグラフト組成に密接に依存することが確認できた。すなわち、グラフト鎖中DMAEMAの成分が高いほど、バナジウムイオン透過性とプロトン導電性は低くなった。また、作製した両性イオン交換膜をレドックスフロー電池に組み込んで、電池性能をテストした結果、両性イオン交換膜は、1.2Vの開路電圧の状態で68時間の耐久性があるのに対し、ナフィオン117膜では14時間であった。

論文

高エネルギー結晶化ビームの安定性について

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

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.436 - 438, 2008/00

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$$nu$$とラティスの超周期数$$N_{sp}$$$$nu<N_{sp}/4$$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$$gamma$$はトランジションエネルギー$$gamma_T$$を超えてはならない。本研究では$$N_{sp}$$$$gamma_T$$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、$$gamma$$$$nu$$を超えると結晶は不安定になることがわかった。これは$$gamma$$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$$gamma>nu$$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。

論文

Radiation effects on hydroxypropyl methylcellulose phthalate in aqueous system

Xu, L.*; Yue, Z.*; Wang, M.*; Zhai, M.*; 吉井 文男; 瀬古 典明; Peng, J.*; Wei, G.*; Li, J.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 265(1), p.394 - 398, 2007/12

 被引用回数:5 パーセンタイル:56.5(Instruments & Instrumentation)

水に対して不溶性のヒドロキシプロピルメチルセルロースのフタル酸エステルをナトリウム型に転化した後、ペースト状態で$$gamma$$線照射することにより橋かけさせることに成功した。また、メチル$$N,N$$ビスアクリルアミド(MBA)やエチレングリコールジメタクリレート(EGDMA)などの橋かけ助剤を用いることで、MBAについては架橋後のゲルが剛直になり、EGDMAについては、より柔らかく、加工しやすい特性を有するゲルを作製できることがわかった。

論文

High-energy colliding crystals; A Theoretical study

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

Proceedings of Workshop on Beam Cooling and Related Topics (COOL '07), p.91 - 95, 2007/09

Recent theoretical investigations of beam crystallization using computer modeling based on the method of molecular dynamics (MD) and analytical approach based on the phonon theory are motivated by the study of colliding crystalline beams. In order to investigate the stability of 1D crystals at high energies, we present a newly developed phonon theory in a time-dependent Hamiltonian system representing the actual alternating-gradient focusing ring. Using the theory, we explore ring lattices appropriate for beam crystallization at high energies. In comparison, we study both 1D and multi-dimensional high-energy crystals using the MD method. Both theoretical and numerical results show that it is possible to form 1D crystalline beams at high energies in rings that have high ($$gamma_T gg nu_x$$) and imaginary ($$gamma_T^2 < 0$$) transition energy. Finally, we present examples of ion-ion and electron-ion colliders with 1D ordered ions.

論文

Recent progress on the development and analysis of the ITPA global H-mode confinement database

McDonald, D. C.*; Cordey, J. G.*; Thomsen, K.*; Kardaun, O. J. W. F.*; Snipes, J. A.*; Greenwald, M.*; Sugiyama, L.*; Ryter, F.*; Kus, A.*; Stober, J.*; et al.

Nuclear Fusion, 47(3), p.147 - 174, 2007/03

 被引用回数:38 パーセンタイル:73.68(Physics, Fluids & Plasmas)

国際トカマク物理活動(ITPA)全体的Hモード閉じ込めデーターベースの第3版(DB3)に関し1994年から2004年の期間に行われた更新と解析について、この論文は記述する。エネルギー閉じ込め時間とその制御パラメータの巨視的データを、異なったサイズと形状の次の18装置から集めた。ASDEX, ASDEX Upgrade, C-Mod CoMPASS-D, DIII-D, JET, JFT-2M, JT-60U, MAST, NSTX, PBX-M, PDX, START, T-10, TCV, TdeV, TFTR及びUMAN-3M。このDB3データベースに基づき、幅広い物理研究が行われた。特に中心部と周辺部の振る舞いの分離,無次元解析、及びデータベースと1次元輸送コードとの比較に進展があった。データーベースは、ITERのような次期装置の閉じ込め特性の基盤を評価することを主要な目的としており、この論文でも解析結果を踏まえて次期装置を議論する。

論文

Experimental study on $$K$$$$_{alpha}$$ X-ray emission from intense femtosecond laser-solid interactions

Xu, M. H.*; Chen, L.-M.; Li, Y.-T.*; Yuan, X.-H.*; Liu, Y.-Q.*; 中島 一久; 田島 俊樹; Wang, Z.-H.*; Wei, Z.-Y.*; Zhao, W.*; et al.

Acta Physica Sinica, 56(1), p.353 - 358, 2007/01

p分極されたフェムト秒のレーザー固体相互作用によって発生する相対論的な領域で$$K$$$$_{alpha}$$のX線源の特徴を実験的に調べた。ナイフエッジのイメージ法を用いてCCDの単一光子カウントを行うことにより、$$K$$$$_{alpha}$$のX線サイズ,スペクトル及び変換効率を測定した。実験結果は$$K$$$$_{alpha}$$の光子の変換効率がシミュレーションの結果と異なり1.6$$times$$10$$^{18}$$W/cm$$^{2}$$のレーザーの強度で最適値7.08$$times$$10$$^{-6}$$/srに達すること。X線変換効率が10%であること、及びレーザー強度1.6$$times$$10$$^{18}$$W/cm$$^{2}$$のときに前方芳香に電子が加速されることを発見した。

論文

Phonon spectrum and the maintenance condition of crystalline beams

Li, X.-P.*; 榎園 隼人*; 岡本 宏巳*; 百合 庸介; Sessler, A. M.*; Wei, J.*

Physical Review Special Topics; Accelerators and Beams, 9(3), p.034201_1 - 034201_10, 2006/03

 被引用回数:6 パーセンタイル:53.95(Physics, Nuclear)

蓄積リング内を周回する荷電粒子ビームは理想的な散逸力で空間電荷限界まで冷却されるとクーロン結晶化することが理論的に知られている。このような状態にあるビームはクリスタルビームと呼ばれる。そのエミッタンスは理論上ゼロであり、これ以上の高品質ビームは原理的にありえない。この論文では、結晶状態の格子振動について理論的に考察し、クリスタルビームの維持条件を示す。クリスタルビームを安定に維持するためには、結晶の格子振動数と外部集束場の周期数との間に共鳴が存在しないことが必要である。すべての格子振動数がラティス超周期数の1/2未満であれば、この共鳴を回避することができる。平滑化近似によって得られた解析的な計算結果と分子動力学シミュレーションから得られたフーリエスペクトルとを比較検討した。さまざまな結晶構造の安定性を幾つかの蓄積リングのラティスに基づいて検証した。解析的な理論によるクリスタルビームの維持条件は分子動力学シミュレーションでの結晶の安定性と非常によく一致した。線形共鳴理論に基づいて導出されたクリスタルビームの維持条件は、任意の二つの格子振動数の和がラティス超周期数に一致してはならない、と表すことができる。

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