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論文

スキルミオン; 60年の進展

岡 眞

日本物理学会誌, 75(10), p.608 - 609, 2020/10

スキルミオンとその歴史に関して、「現代物理のキーワード」欄に解説する。

論文

Experimental study of Gamow-Teller transitions via the high-energy-resolution $$^{18}$$O($$^3$$He,$$t$$)$$^{18}$$F reaction; Identification of the low-energy "super" -Gamow-Teller state

藤田 浩彦*; 藤田 佳孝*; 宇都野 穣; 吉田 賢市*; 足立 竜也*; Algora, A.*; Csatl$'o$s, M.*; Deaven, J. M.*; Estevez-Aguado, E.*; Guess, C. J.*; et al.

Physical Review C, 100(3), p.034618_1 - 034618_13, 2019/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:63.02(Physics, Nuclear)

大阪大学のリングサイクロトロンにて$$^{18}$$O($$^3$$He,$$t$$)$$^{18}$$F反応実験を行い、その荷電交換反応の断面積から、$$^{18}textrm{O}to^{18}textrm{F}$$のガモフテラー遷移分布$$B(textrm{GT})$$の励起エネルギー分布を測定した。その結果、$$^{18}$$Fの基底状態への$$B(textrm{GT})$$が3.1と非常に大きく、その他の励起状態への遷移強度は小さいことがわかった。この実験結果を大規模殻模型計算や乱雑位相近似計算と比較し、基底状態への強い遷移が理論計算によってよく説明されることがわかった。

論文

Development of multi-colored neutron talbot-lau interferometer with absorption grating fabricated by imprinting method of metallic glass

關 義親; 篠原 武尚; Parker, J. D.*; 矢代 航*; 百生 敦*; 加藤 宏祐*; 加藤 秀実*; Sadeghilaridjani, M.*; 大竹 淑恵*; 鬼柳 善明*

Journal of the Physical Society of Japan, 86(4), p.044001_1 - 044001_5, 2017/03

 被引用回数:12 パーセンタイル:20.61(Physics, Multidisciplinary)

パルス中性子源において効率的な位相イメージングを行うために、複数波長で機能する多色Talbot-Lau干渉計を設計・開発した。J-PARC物質・生命科学実験施設のエネルギー分解型中性子イメージング装置「螺鈿」において、中心波長0.25, 0.50, 0.75nmそれぞれに由来する異なるビジビリティーのモアレ縞を同一セットアップで確認することで、その動作原理の実証を行った。さらに、入射波長の波長分解能を18%から50%まで変化させながら、モアレ縞のビジビリティーの減衰を測定し、高波長分解能が実現できるパルスビームの利点を示した。さらに、中心波長0.5nmを用いて、アルミニウム、鉛、銅のロッドをテストサンプルとしたイメージングも行い、吸収像に加えて、境界がエンハンスされた微分位相像、ビジビリティー像も取得することに成功した。この干渉計では、アナライザー用吸収格子の製作方法として、初めて金属ガラスのインプリント法を採用した。中心波長でのモアレ縞のコントラストは68%と良好であり、従来のガドリニウムの斜め蒸着法を用いた格子と比較すると、形状の精密なコントロールが可能である。

論文

Experimental evaluation of neutron absorption grating fabricated by oblique evaporation of gadolinium for phase imaging

關 義親; 篠原 武尚; 上野 若菜; Parker, J. D.*; 佐本 哲雄*; 矢代 航*; 百生 敦*

Physics Procedia, 88, p.217 - 223, 2017/00

 被引用回数:6 パーセンタイル:1.54

Talbot-Lau interferometry with three gratings is a powerful imaging method which produces a radiography image, a differential phase imaging, and a visibility contrast image at one measurement. We develop a new neutron Talbot-Lau interferometer at "RADEN" beam line on the Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) in Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC). Since the alignment condition of Talbot-Lau interferometer allows use of several wavelengths at the same setup of gratings, we can carry out wavelength-resolved phase contrast imaging with time-of-flight measurement. This method utilizes intensive beam of spallation neutron source with avoidance of chromatic aberration at the sample, and gives more detailed sample information depending on wavelength. We have successfully performed Talbot-Lau imaging for several types of metal rods with wavelengths of 2.5, 5.0 and 7.5 A.

論文

J-PARCリニアックバンチシェイプモニタの位相分解能測定

宮尾 智章*; 丸田 朋史*; Liu, Y.*; 三浦 昭彦

Proceedings of 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1094 - 1096, 2016/11

J-PARCリニアックでは、ACS(Annular-ring Coupled Structure)加速空洞を2013年度から使用し、負水素イオンビームを400MeVまで加速している。このACS加速空洞にビームを入射する際、RF加速周波数が324MHzから972MHzにジャンプするため、バンチシェイプモニターを用いて位相方向のビーム位相の拡がりを測定し、加速空洞の調整を行っている。測定位置でのビーム位相の拡がりは、およそ4$$^{circ}$$と推定されているため、設計上の位相分解能を1$$^{circ}$$とした。ビームラインに設置後、実際のビームを用いてモニタの性能評価のための位相分解能の測定を行た結果、約1.8$$^{circ}$$であることが分かった。これを用いて、ACS加速空洞にビームを入射する際、ビーム位相幅を調整するためにバンチャー空洞のRFの振幅を調整した。測定した振幅と位相幅の関係を示し、ACS加速空洞の調整について説明する。

論文

JAEA AVFサイクロトロンの位相制限スリットによるビーム位相制限の評価

宮脇 信正; 福田 光宏*; 倉島 俊; 柏木 啓次; 奥村 進

Proceedings of 12th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.706 - 708, 2015/09

サイクロトロンのビームエネルギー幅を狭くすることは、ビーム引出し効率の改善やマイクロビーム等のビーム応用に必要である。一般にサイクロトロンでは、ビームの位相幅を狭くすることでビームのエネルギー幅を狭くでき、そのためには位相制限スリットによるビーム位相幅の制限が有効である。そこで、幾何軌道解析モデルを構築してビーム位相幅の制限に必要な半径方向のビーム位置と位相の関係を定式化した。このモデルの正しさを実証するため、JAEA AVFサイクロトロンにおいて、位相制限スリットの半径方向の位置と通過したビームの位相分布の関係を測定し、モデル計算の結果と比較した結果、両者はほぼ一致した。これにより、加速ハーモニックス(${it h}$)1ではスリット位置に依存してビーム位相とその幅が変化するが、${it h}$=2では最初の加速の位相差による電圧差でビーム位相幅が圧縮する位相バンチング効果が生じてスリット位置の変化に伴うビームの位相とその幅の変化が小さくなることが分かった。ビーム位相幅を狭くするためには、${it h}$毎に位相制限スリットの半径方向の位置とビーム位相分布の関係に基づいてスリット位置を変更する必要があることが判明した。

論文

ラチス構造物の波動伝播特性に関する実験的研究

宮崎 明美; 川口 健一*

日本建築学会構造系論文集, 597, p.69 - 76, 2005/11

線材から構成される立体ラチス構造物は近年大規模化・複雑化の傾向にあり、従来の振動解析技術を超えた視点が必要とされている。本研究では定常状態である振動状態へ至る前の過渡状態に着目し、構造物内の波動伝播特性を調査することを目的としている。多くの部材が任意に連結されたラチス構造物を対象とした波動伝播実験が少ないことを踏まえ、本論文では数種類の平板型ラチス構造試験体を用いて行った波動伝播実験の結果について述べている。最初に片持ち梁による予備実験を行い、実験結果及び理論解をもとに平板型ラチス構造試験体を固定するための境界部治具の設計を行った。次に平板型ラチス構造試験体による波動伝播実験を行い、得られた結果よりラチス部材の部材配置及び配置密度と波動伝播特性の関係について考察した。また、連続体平板の実験結果と比較することにより、ラチス構造物特有の減衰特性評価への足がかりを示した。また、連続体平板の結果を理論解と比較し、実験及び測定精度の妥当性を示した。

論文

Quasi-monoenergetic electron beam generation during laser pulse interaction with very low density plasmas

山崎 淳; 小瀧 秀行; 大東 出; 神門 正城; Bulanov, S. V.; Esirkepov, T. Z.; 近藤 修司; 金沢 修平; 本間 隆之*; 中島 一久; et al.

Physics of Plasmas, 12(9), p.093101_1 - 093101_5, 2005/09

 被引用回数:69 パーセンタイル:8.93(Physics, Fluids & Plasmas)

レーザープラズマ相互作用による単色エネルギー電子ビーム発生が世界中で研究されており、最近、幾つかの実験データーが出始めているが、発生機構についてはわかっておらず、安定な電子ビーム発生はできていない。われわれは、シングルレーザーパルスにおける単色エネルギー電子ビーム発生についての、理論的研究及び粒子シミュレーションによる研究,実験研究を行い、非常によく一致した。実験については、レーザーパワーが5.5TW,パルス幅70fs,中心波長800nmのチタンサファイアレーザーをガスジェット中に集光して行った。単色エネルギー電子ビームは、電子ビームが加速位相から減速位相に移るときに得られ、その位置で真空中に電子ビームを取り出してやれば、単色エネルギー電子ビーム発生が可能となる。電子ビームが加速位相から減速位相に移る距離はプラズマ密度によって決定されるため、プラズマ密度によって加速距離のコントロールが必要となる。この研究によって、1パルスでの単色エネルギー電子ビーム発生には電子ビームの加速距離とプラズマ密度のコントロールが必要であること見いだした。

論文

トカマク核融合プラズマを光で見る

三浦 幸俊

光科学研究の最前線, p.142 - 143, 2005/08

運動シュタルク効果によるトカマクプラズマの電流分布の計測,位相共役鏡を用いたレーザー散乱計測,揺動計測等の光を用いた計測により、トカマクプラズマを制御し、またその新しい姿を見ることができてきた。その微細な測定結果は高速な並列計算機を用いたシミュレーションとの比較を可能にし、双方の進歩により、新しい研究の展開につながると期待される。

論文

Direct observation of the Fe substitution effect on the MCD spectra of the dysprosium iron garnet family

安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 松下 智裕*; 河村 直己*; 中谷 健

Physica Scripta, T115, p.611 - 613, 2005/00

希土類ガーネットは典型的なFerri磁性体である。その一つである、Dy$$_{3}$$Fe$$_{4.25}$$O$$_{12}$$系の磁化方向の起源について明らかにするために、原研ビームラインBL23SUにて円磁気2色性測定実験を行った。Feの一部をInもしくはGaで置換した試料の測定を行い、FeのTdサイト,Onサイトそれぞれのスピンの状態が磁化方向に大きく寄与していることがわかったので報告する。

論文

Unified theory for magnetic and electric field coupling in multistacked Josephson junctions

町田 昌彦; 酒井 滋樹*

Physical Review B, 70(14), p.144520_1 - 144520_6, 2004/10

 被引用回数:32 パーセンタイル:20.79(Materials Science, Multidisciplinary)

高温超伝導体は、その結晶構造が超伝導及び絶縁体(物質によっては半導体や金属)の積層構造からなっており、積層方向に対して弱くジョセフソン結合していることが知られている。また、最近、超伝導体に対するナノファブリケーション技術が発達してきたため、人工的にも積層型のジョセフソン接合が作られるようになっている。本論文では、この積層型ジョセフソン接合の超伝導位相のダイナミクスを記述する理論を構築し、基本方程式を導出した。また、この基本方程式から、超伝導位相の微小振動(プラズマモード)の分散関係を示し、超伝導プラズマモードがどのように励起されるかを示した後、縦プラズマを励起してモード変換により電磁波へと変換可能であること等を議論し、電磁波発振源としての可能性についても記している。

論文

J-PARCリニアック用高周波及びタイミング基準信号分配システム

小林 鉄也; 千代 悦司; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 道園 真一郎*

Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.320 - 322, 2004/08

J-PARCリニアック(全長約300m)では、加速電界(972MHz)の位相変動,振幅変動をそれぞれ$$pm$$1度,$$pm$$1%以内に抑える必要がある。位相の基準信号では$$pm$$0.3度(=約$$pm$$1ps)の安定性を目標とし、約60にもなる高周源制御ステーションの位相をこの厳しい精度で揃えなければならない。本発表では、J-PARCリニアックにおける高周波基準信号分配システムに関して、これまで発表した評価結果をまとめ、さらにタイミング系信号の分配も含めた最終的なデザインの詳細を紹介する。

論文

J-PARCリニアックDTL1ビームコミッショニングにおける低電力高周波源システムの特性

小林 鉄也; 鈴木 浩幸*; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 川村 真人*; 福井 佑治*; 門倉 英一*; 上窪田 紀彦*; 高木 誠*; 吉田 奨*; et al.

Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.314 - 316, 2004/08

J-PARCリニアック運転のため、現在KEKで行われているDTL1ビームコミッショニングにおいて性能評価される低電力高周波源システムの特性について報告する。本ビーム試験では、RFQ,バンチャー2台,チョッパー、及びDTL1を、いずれも324MHzで駆動する。これらの位相・振幅フィードバック制御とモニターシステムの特性,バンチャーでのフィードバックシステムの有効性などについて述べる。

論文

位相属性を用いた多次元伝達関数の設計

竹島 由里子; 高橋 成雄*; 藤代 一成*

Visual Computing/グラフィクスとCAD合同シンポジウム2004予稿集, p.37 - 42, 2004/06

ボリュームレンダリングで得られる画像が持つ情報量は、各ボクセルのフィールド値を色や不透明度に変換する伝達関数に大きく依存することが知られている。しかし、異なるボリューム特徴が同一フィールド値を含む場合、一般的に用いられているフィールド値を変数とする1次元伝達関数では、これらを個別に強調するような可視化結果を得ることができないという問題点がある。これは、フィールド値以外の変数を持つ多次元伝達関数を利用することにより解決可能である。これまでの研究では、多次元伝達関数の変数はボリュームデータの局所的な情報を用いたものに限られていたが、本研究では、局所的及び大局的構造を表す位相属性を新たに定義し、これを多次元伝達関数の変数として導入する方法を提案する。また、本手法を実データに適用し、有効性を検証する。

論文

High power pulsed green lasers

桐山 博光

Recent Research Developments in Optics, Vol.3, p.155 - 171, 2003/12

チタンサファイアチャープパルス増幅(CPA)レーザーシステムの励起光源として2つのグリーンレーザーシステムの開発を行った。一つは高エネルギーグリーン光発生を目指したものであり、ペタワットクラスのチタンサファイアレーザーシステム構築のための要素技術開発として、CLBO結晶を用いた高エネルギーグリーンレーザーシステムの開発を行った。25-Jの高エネルギーグリーン光が74%の高い変換効率で得られた。もう一方は高繰り返しテラワットクラスのチタンサファイアレーザーシステムを実現するため半導体レーザー励起方式を用いたレーザーシステムであり、0.13-Jのグリーン光が1-kHzの高繰り返し動作で得られた。これらのレーザーシステムの実験結果の詳細について紹介するとともに、設計,スケール則などについて議論する。

論文

J-PARCリニアック高周波基準信号分配システム

小林 鉄也; 千代 悦司; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 道園 真一郎*

Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.366 - 368, 2003/08

J-PARC陽子リニアックでは、RF基準信号12MHzを光伝送によって各クライストロン駆動ステーションへと分配する。加速電場(324MHz,972MHz)の位相,振幅変動はそれぞれ+/-1度,+/- 1%以内が要求され、それゆえ、基準信号に求められる安定度は非常に厳しく、リニアック300m間、約60ヶ所にも及ぶステーション間の位相変動は+/-0.3度(972MHzで約+/-0.9ps)程度以内を目標としている。そのために新たに開発・製作された光コンポーネント(E/O,O/E等)の性能特性評価及び基準信号分配システムの安定性試験の結果ついて報告する。併せてリニアックのタイミング制御信号の分配方法についても述べる。

論文

Second harmonic generation in Te crystal using free electron laser

山内 俊彦; 菊澤 信宏; 峰原 英介

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 41(11A), p.6360 - 6363, 2002/11

 被引用回数:2 パーセンタイル:88.62(Physics, Applied)

原研自由電子レーザー(FEL)から発生する22ミクロンの波長を二種類の結晶、つまり非複屈折結晶であるCdTe及び複雑屈折結晶であるTeに入射して2次高調波(SHG)を発生した。そしてそれぞれのSHG変換効率、CdTeで2.2$$times$$10$$^{-2}$$%(7.3$$times$$10$$^{-5}$$%/MWcm$$^{-2}$$)及びTeで0.4%、を決定した。また、Te結晶の位相整合角9.62$$^{circ}$$を得た。

論文

KEK/JAERI統合計画400MeV陽子リニアック用高周波基準信号分配システム

小林 鉄也; 千代 悦司; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 道園 真一郎*

Proceedings of 27th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.302 - 304, 2002/08

KEK/JAERI統合計画の陽子リニアックでは、加速電場(324MHz及び972MHz)の位相,振幅変動をそれぞれ$$pm$$1$$^{circ}$$,$$pm$$1%以内に抑えなければならない。ゆえに、その基準信号の分配においても高安定なものが要求される。12MHzの基準信号は光伝送によって約50台の各クライストロン駆動システムへと分配される。このため光コンポーネント(位相安定化光ファイバ,E/O,O/E等)の特性は非常に重要で性能評価・検討を行った。既製のものでは要求される性能に対して不十分であり、E/O,O/Eに関しては新たに開発を行っている。その性能評価結果と、提案される高周波基準信号分配システムを報告する。

論文

Instanton and monopole in external chromomagnetic fields

福島 昌宏; 菅沼 秀夫*; 千葉 敏

Progress of Theoretical Physics, 107(6), p.1147 - 1161, 2002/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:86.18(Physics, Multidisciplinary)

量子色力学(QCD)はハドロン物理学の標準理論として確立している。そこで、本論文は、格子ゲージ場の理論の手法を用いて、QCDの非摂動論的性質を担うインスタントン解の性質を議論している。インスタントンはグルーオン場の非線形方程式のソリトン的な古典解であり、4次元時空間内での回転対称性を有することが知られている。本論文は、これに対して量子的揺らぎを内在している実際の非摂動論的QCD真空中においては、このインスタントン解が変形することを示し、また、この対称性の破れによりQCDモノポールを誘発されるということを指摘した。本論文は、このようにQCDの位相幾何学的なソリトン解の変形に着目することで、これまで南部博士等によって指摘されていたモノポールの凝縮によるクォークの閉じ込め機構に対して新たな解釈を与えている。

報告書

レーザーとプラズマによる陽子加速の基礎研究, 原子力基礎研究 H10-008 (委託研究)

小方 厚*; 岡本 宏巳*; 草野 完也*; 遠藤 一太*; 西田 靖*; 榮 武二*; 新井 正敏*; 中西 弘*; 近藤 公伯*

JAERI-Tech 2002-007, 28 Pages, 2002/03

JAERI-Tech-2002-007.pdf:1.34MB

陽子/イオン加速器は、電子加速器に比べ大きな設備投資を要するために、広い応用分野を有するにもかかわらず普及していない。本研究は、こうした状況に突破口を開けるべく行われた。レーザーとプラズマによる電子加速では、既にプラズマ波の電場により大加速勾配を得ることに成功している。しかし、1GeV以下の陽子は光に比べはるかに低速なので、レーザーが作る航跡場をそのまま加速に用いることができない。そこで、イオン生成に「薄膜衝撃法」,イオン加速に「後方ラマン散乱法」を提案した。イオン源として「薄膜衝撃法」の実験を行った。標的として有機薄膜を用い、イオン温度として約100-200keV最高エネルギーとして約100MeVを得た。50mJ,50fs,1TWのテーブルトップレーザーで、高速陽子を発生したことに大きな意味がある。また、イオン加速としての「後方ラマン散乱法」に関しては、理論的考察,シミュレーション及び密度勾配を持つプラズマ生成とその測定に関する基礎実験を行い、良好な結果を得た。

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