第3段階: 孤立した反陽子原子の生成 超低速反陽子ビームでなにができるか 超低速反陽子ビームを如何に作るか 経過と今後の計画
超低速反陽子ビームでなにができるか 準安定反陽子原子の生成 反陽子捕捉初期過程・・・少数多体系の衝突ダイナミックス 反陽子原子の精密分光
反陽子原子の初期量子状態 (n,l) tunable ! 反陽子原子の角度分布
準安定反陽子原子 反陽子原子は真空中では巨視的な寿命を持つ! 反陽子原子ビームの生成と精密分光
vs 物質中の反陽子原子 反陽子ヘリウムを除く反陽子原子は物質中で極短寿命! 基底状態へのX線分光は大変困難
各種の準安定反陽子原子の生成 反陽子リチウム原子はさらに長寿命 真空中では各種の反陽子原子が準安定
低速反陽子による原子のイオン化 “重い電子“による原子のイオン化 衝突過程はどこまで理解されているか He原子の2重イオン化のなぞ
低速反陽子による原子のイオン化、阻止能 --オーフス大と共同-- 低エネルギー領域におけるイオン化機構 低エネルギー領域における反陽子の阻止能
低速反陽子ビームの生成 AD: GeVからMeVへ RFQD: MeVからkeVへ Trap: keVからeVへ
LEBT:RFQDからTrapへ RFQDとTrapのインターフェース 差動排気 低ビーム損失 50keVから10keVへ
反陽子冷却法のシナリオ 10keVから数eVへ 電子による反陽子の共同冷却 強磁場下での電子の放射冷却 非中性プラズマの制御と圧縮(反物質プラズマの生成) DCビーム引き出し、パルス引き出し
超伝導ソレノイド 5T 高速磁場掃引 極低温ボア ボア位置微調機構 大容量液体ヘリウムタンク
超伝導ソレノイド内部 ボア-トラップ間の低熱抵抗熱 トラップ配線の高熱抵抗 磁場中の高圧パルス制御
プロトンイオン源とビームライン 反陽子捕捉シミュレーション用パルスp加速 反陽子電子冷却シミュレーション用H-加速
反陽子トラップ 大容量ハーモニックトラップ 工作精度10ミクロン
ハーモニックトラップ vs 井戸型トラップ ハーモニックトラップによるプラズマの安定化 プラズマへの回転印可によるさらなる安定化
冷却用電子プラズマのモニター プラズマ吸収による共鳴ピークの分裂 共鳴周波数シフトによる温度測定
冷却用電子のタンク回路によるモニター プラズマの分裂幅と粒子数 2次の高調波シフトとプラズマ温度
電子プラズマの回転電場による圧縮 回転電場印加時間15秒~1分
プラズマの引き出しとダイオコトロン 不安定性 反陽子引き出し特性改良への有力な手がかり
電子プラズマによるH-の冷却
H-の冷却特性 ー> 共同冷却+放射冷却
陽子プラズマの捕捉寿命 陽子プラズマの寿命: 数百秒@1T
陽子プラズマの捕捉寿命 サイドバンド励起による検出に成功 5X106 p
超低速反陽子の引き出しと輸送 加速モードレンズによる高効率輸送と高比率差動排気の両立
引き出しビームライン概念図 超高真空可変絞りと輸送用レンズ設計の最適化
超低速反陽子のビームライン
極高真空の新しいモニター ・・・ byproducts 10-13Torr以下領域における高効率電離
今後の計画と展望 本年度夏:衝突実験槽の設計製作、p及びH-によるテスト 本年度冬: CERN,ADホールへ搬入 来年度夏: ~10eV反陽子ビームの生成 来年度: 準安定状態プロトニウムの生成、取り出し 来年度: 準安定反陽子原子の生成 再来年度以降: ビーム条件の最適化と反陽子原子の精密分光
主要研究経費 H10 5T超伝導ソレノイド 大型ハーモニックトラップ トラップコントロール系計測器 真空排気系 5T、一様性:10-3 短時間磁場掃引、アラインメント機構 (万円) 5,900 250 1,500 1,000 H11 低速反陽子輸送ビームライン イオン源と入射側ビームライン 10-12Torr-10-6Torr、高輸送効率 H- 1mA 3,200 H12 衝突実験槽+真空排気系 高性能超音速ガスジェット 計測系 ビームモニター 800 500