Development of ion guide for the production of high-luminosity atomic beam toward search for electron electric dipole moment

开发用于产生高光度原子束的离子导向器以寻找电子电偶极矩

• 批准号: 17K14263
• 负责人: 川村 広和
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-01 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17K14263/
• 关键词: イオンファンネル; イオンビーム輸送; SIMION; フランシウム; 高周波イオンガイド; EDM; ルビジウム; 中性化

本申請課題は，電子電気双極子能率の精密測定を究極的な目的として，磁気光学トラップ可能なフランシウム原子の個数を増強するため，イオンファンネルの開発を目指したものである．フランシウムは，電子の電気双極子能率を特徴的な形で反映する系である．これを精密に測定するためには原子が十分な個数あることが重要だが，フランシウムは放射性元素なので問題となりやすい．そこで，限られたフランシウムを効率的に活用するため，高輝度中性原子線生成法を開発する．この手法は，イオンビームの収束と，専用オーブンによるイオンの中性原子への変換から構成されるが，本申請課題では，イオンファンネルによってビームを十分に収束できるようになることを目指す．初年度は，イオンファンネル本体の設計シミュレーションをイオン光学設計ソフトSIMIONを利用して進めたと同時に，現行のフランシウムビームラインの開発・見直しも行った．ビームをファンネルで収束するにあたり，もともとのビームもできるだけ細い方が効率的に収束できる．そこで，ビームラインに新たに収束レンズを増設し，輸送効率を下げることなくビームプロファイルを小さくするための開発を行った．今年度は，前年度の開発結果を受けて，フランシウムビームのプロファイル等を実測するための加速器実験及びそのフィードバックを進めた．これによって開発すべきイオンファンネルの設計をより明確化することができ，本グループによる実現が期待できるようになった．

该应用旨在开发一种离子漏斗，以增加可磁光捕获的钫原子数量，最终目标是精确测量电子电偶极子效率。钫是一种以特征方式反映电子电偶极子效率的系统。为了准确测量这一点，拥有足够数量的原子很重要，但钫是一种放射性元素，很容易造成问题。因此，为了有效利用有限的钫，我们将开发一种产生高亮度中性原子束的方法。该方法包括聚焦离子束并使用专用烤箱将离子转化为中性原子，但在这个项目中，我们的目标是能够使用离子漏斗充分聚焦离子束。第一年，我们利用离子光学设计软件SIMION进行了离子漏斗体的设计模拟，同时对当前的钫束线进行了开发和审查。当用漏斗会聚光束时，如果原始光束尽可能细，则可以更有效地会聚光束。因此，我们在光束线上添加了一个新的会聚透镜，并开发了一种在不降低传输效率的情况下减小光束轮廓的方法。今年，我们在去年的开发成果的基础上，进行了加速器实验，实际测量了钫束的轮廓及其反馈。这使得进一步阐明应该开发的离子漏斗的设计成为可能，我们现在可以期望该小组实现它。

项目成果

Frequency Measurement of Tellurium Lines Near Calcium

钙附近碲线的频率测量

• DOI: 10.7566/jpsj.86.124301
• 发表时间: 2017
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: 川村広和;井上壮志;Umakanth Dammalapati et al.（全10名中5番目）
• 通讯作者: Umakanth Dammalapati et al.（全10名中5番目）

Measurement of the 3-α decay from the Hoyle and the broad 10 MeV states in12C

霍伊尔 3-α 衰变和 12C 中宽 10 MeV 态的测量

• DOI: 10.1088/1742-6596/863/1/012019
• 发表时间: 2017
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series
• 作者: M. Itoh et al.（全13名中11番目）

電子EDM探索に向けた冷却不安定原子生成の研究

用于电子电火花勘探的冷不稳定原子生成研究

• 发表时间: 2017
• 作者: 川村広和;井上壮志;Umakanth Dammalapati et al.（全10名中5番目）;Umakanth Dammalapati et al.（全14名中10番目）;Kazufumi Ninomiya et al.（全22名中8番目）;M. Itoh et al.（全13名中11番目）;川村広和他;H. Kawamura et al.;川村広和他
• 通讯作者: 川村広和他

Francium: Tool for Fundamental Symmetry Investigations

钫：基本对称性研究的工具

• DOI: 10.7566/jpscp.18.011046
• 发表时间: 2017
• 期刊: JPS Conf. Proc.
• 作者: S. Zaima;O. Nakatsuka;T. Yamaha;T. Asano;S. Ike;A. Suzuki;M. Kurosawa;W. Takeuchi;and M. Sakashita;Umakanth Dammalapati et al.（全14名中10番目）
• 通讯作者: Umakanth Dammalapati et al.（全14名中10番目）

Production of francium beam through the surface ionization

通过表面电离产生钫束

• 发表时间: 2018
• 作者: 川村広和;井上壮志;Umakanth Dammalapati et al.（全10名中5番目）;Umakanth Dammalapati et al.（全14名中10番目）;Kazufumi Ninomiya et al.（全22名中8番目）;M. Itoh et al.（全13名中11番目）;川村広和他;H. Kawamura et al.
• 通讯作者: H. Kawamura et al.