レーザー変位計によるビーム・フォイル相互作用の観測

使用激光位移计观察梁-箔相互作用

基本信息

批准号：
11874036
负责人：
片山一郎
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The High Energy Accelerator Research Organization (2000)The University of Tokyo (1999)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

レーザー変位計はレーザー光を被写体に当て、その散乱光を集光、収束することにより、被写体までの距離を0.1μmの精度で測定する装置である。この装置を用いて従来行われたことのないビームと標的箔の相互作用を二通りの方法により初めて観測することに成功した。第一は捩り振子の方式により、ビームが標的箔に及ぼす力の測定である。40mm角の2mm厚のAl枠を13μmのWワイヤーで吊るし、回転軸から10mmの位置に中心がくるように標的箔を取り付け、MeV^<28>Si^<4+>で照射した。照射によりずれた回転振動の平衡位置の変化をレーザー変位計で測定した。厚いAl標的の場合は予想通りの力を観測したが、C100μg/cm^2の場合はビームがエネルギーを失うことに伴う運動量の変化の70%しか測定できなかった。これはこれまでの理論、実験では説明が困難であり、とくに中性粒子の放出について新しい知見を与えている可能性がある。二番目の方法は標的箔を固定枠に取り付け、ビーム照射に伴う箔の変形を測定した。標的箔は2-5μmのAl箔であり、ビームは200nA迄の8MeV^<28>Si^<4+>である。その結果は驚くべきもので、(1)変形は予想の10倍以上大きい、(2)ビームの進行方向に変形することが多いが反対方向に変形することもある、(3)弾性変形であり、ビーム照射が終わると完全に元に戻る、(4)放射温度計で照射中の標的箔の温度をみても100℃以下である、等が明らかになった。(2)より熱的な効果が推定されるが(4)との関係でマクロの温度とは異なった熱的効果であり、固体の新しい物性の一面を見い出したものと考えている。

激光位移仪是一种通过在受试者中施加激光光，以0.1μm的精度测量对象的距离，收集和收敛散射光。使用此设备，我们已经成功地观察了梁和目标箔之间的相互作用，而目标箔（从未做过）使用两种方法。首先是使用扭转摆法测量梁在目标箔上施加的力。用13μmW线悬挂一个40mm平方英尺的2mm厚的Al框架，并连接目标箔，以使中心离旋转轴10mm，并用MEV^<28> si^<4+>照射。通过激光位移仪测量旋转振动的平衡位置变化。观察到厚的Al靶标的预测力，而对于C100μg/cm^2，由于梁的能量损失而导致动量变化的70％。这在以前的理论和实验中很难解释，并且可能会提供新的见解，尤其是在中性颗粒的释放方面。第二种方法是将目标箔固定在固定框架上，并测量由于梁照射而导致的箔的变形。靶箔是2-5μmAl箔，梁为8mev^<28> si^<4+>最高200 na。结果令人惊讶，并揭示了（1）变形比预期大10倍以上，（2）它通常在光束行进方向上变形，但有时它在相反的方向上变形，（3）弹性变形，当光束辐照完成时，（4）（4）在100°C的温度下（4）散热的温度低于散热的温度。尽管热效应从（2）到（4）估计，但由于其与（4）的关系，它与宏温度不同，并且人们认为这已经发现了固体物理特性的新方面。