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論文

Space charge effects on the intrabunch motion under large chromaticity at the Main Ring in the Japan Proton Accelerator Research Complex

吉村 宣倖*; 外山 毅*; 菖蒲田 義博

Physical Review Accelerators and Beams (Internet), 28(10), p.101003_1 - 101003_39, 2025/10

https://doi.org/10.1103/yx9r-lhxq
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Nuclear)

大強度陽子加速器施設(J-PARC)の主リング加速器(MR)の安定運転において、陽子ビームの横方向振動数の色収差と振動安定化のためのフィードバック用パラメータの最適化が重要である。特に、MRのような広い色収差を持つ陽子ビームの場合、ビーム自身の相互作用(空間電荷効果)の影響も考慮する必要がある。今回、色収差と空間電荷効果の関係を調査するため、ビームを構成する粒子がそろった運動とばらばらな運動を繰り返す現象に注目し、その振動周期を調査した。その結果、空間電荷効果が色収差を介してその周期に大きな影響を与える一方で、色収差とその最大振動数の関係は空間電荷効果の影響を受けないことが理論的・実験的に明らかになった。これらの知見は、陽子ビームが直接相互作用する直接的空間電荷効果、加速器の真空容器を介して相互作用する間接的空間電荷効果、ビームの不安化を引き起こす抵抗性真空容器との効果、全てを考慮したシミュレーションでも確認できた。さらに、空間電荷効果と抵抗性真空容器が引き起こす振動モードを調査した結果、直接的空間電荷効果だけではビームは不安定化するが、間接的空間電荷効果を含めて考慮するとビームを安定化できることを明らかにできた。これにより、「空間電荷効果はビームを安定化するのか不安定化するのか」というビーム力学的課題に一定の結論を得た。なお、本論文は、米国物理学会の卓越した論文に選出された。

論文

J-PARC MRのための横方向不安定性の記述に向けたシミュレーションの構築

吉村 宣倖*; 外山 毅*; 菖蒲田 義博; 中村 剛*; 大見 和史*; 小林 愛音*; 岡田 雅之*; 佐藤 洋一*; 中家 剛*

Proceedings of 20th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.260 - 264, 2023/11

https://www.pasj.jp/web_publish/pasj2023/proceedings/PDF/TUP0/TUP03.pdf

-PARCメインリング(MR)の出力は1.3MWに増強される予定である。そのために、イントラバンチフィードバックシステム(IBFB)を最大約200MHzまでの高い周波数に対応できるようにアップグレードする必要がある。このアップグレード後の性能を評価し、最適なパラメータを理解するために、現在、必要なコンポーネントを含む粒子トラッキングシミュレーションを開発している。その結果、色収差によって引き起こされるビームのリコヒーレンス時間を、トラッキングシミュレーションと実験との間で比較し、それが単純なシミュレーションでは説明できないことを確認した。現在、この結果を説明するメカニズムを調査しているが、縦方向のインピーダンスの効果のみでは、この実験結果を説明できないことがわかった。

論文

J-PARC MRにおけるイントラバンチ・フィードバックのシステム更新のための評価

吉村 宣倖*; 外山 毅*; 小林 愛音*; 中村 剛*; 岡田 雅之*; 菖蒲田 義博; 中家 剛*

Proceedings of 19th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.936 - 941, 2023/01

https://www.pasj.jp/web_publish/pasj2022/proceedings/PDF/FRP0/FRP014.pdf

大強度陽子シンクロトロンJ-PARC Main Ring (MR)は現在の510kW ($$2.63times 10^{14}$$ ppp, MRサイクル2.48秒)から1.3MW ($$3.14times 10^{14}$$ ppp, 1.16秒)へと大強度化する予定である。大強度のビームは、それが引き起こすウェイク場や電子雲などによりビームの振動が不安定になるために、ビーム損失が発生する。これを抑制するためにビーム位置モニター(BPM), FPGA, ストリップラインキッカーを用いたintra-bunch feedback system (IBFB)がMRに設置されている。ビーム強度が増強されると横方向不安定性がさらに増大してビームを実験施設に安定供給する制限要因となることが予想される。現在、対策として今後1,2年でIBFBを新システムに更新して200MHzの高周波の振動にも対応させることが計画されている。今回、この事前調査として(100MHzまでの振動に対応した)現行システムのIBFBの性能限界を6月に行われたビーム試験でのデータをもとに評価した。

論文

Beam-palarization asymmetries for the $$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Lambda$$ and $$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Sigma$$$$^{0}$$ reactions for $$E$$$$_{gamma}$$=1.5-2.4 GeV

Zegers, R. G. T.*; 住浜 水季*; Ahn, D. S.*; Ahn, J. K.*; 秋宗 秀俊*; 浅野 芳裕; Chang, W. C.*; Dat$'e$, S.*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; et al.

Physical Review Letters, 91(9), p.092001_1 - 092001_4, 2003/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.092001
 被引用回数：131 パーセンタイル：94.49(Physics, Multidisciplinary)

$$E$$$$_{gamma}$$=1.5-2.4GeVで$$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Lambda$$,$$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Sigma$$$$^{0}$$反応に対するビーム偏極非対称が初めて測定された。この結果は未決定のハドロン共鳴や反応機構解明に用いられる。

論文

Evidence for a narrow $$S$$ = +1 Baryon resonance in photoproduction from the neutron

中野 貴志*; Ahn, D. S.*; Ahn, J. K.*; 秋宗 秀俊*; 浅野 芳裕; Chang, W. C.*; 伊達 伸*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; 藤原 守; et al.

Physical Review Letters, 91(1), p.012002_1 - 012002_4, 2003/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.012002
 被引用回数：1039 パーセンタイル：99.84(Physics, Multidisciplinary)

$$K^{+}$$と$$K^{-}$$の両粒子を前方で測定することにより、$$^{12}$$Cを標的にした$$gamma$$n $$rightarrow$$ $$K^{+}$$$$K^{-}$$n光反応を研究した。1.54GeV/C$$^{2}$$に25MeV/C$$^{2}$$以下の幅の鋭いバリオン共鳴ピークを観測した。この共鳴ピークのストレンジネス($$S$$)は+1であった。この状態は5つのクォーク($$uudd bar{s}$$)が$$K^{+}$$と中性子に崩壊した状態であると解釈される。

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