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。

激光位移计是一种通过将激光束照射到物体上并会聚散射光来测量到物体的距离的装置，精度为0.1μm。使用该设备，我们首次使用两种方法成功观察了光束与目标箔之间的相互作用，这是以前从未做过的。第一个是通过扭摆测量梁施加在目标箔上的力。将40mm见方、厚2mm的Al框架用13μmW线悬挂，以中心距旋转轴10mm的方式粘贴靶箔，照射MeV^<28>Si^<4+ >。使用激光位移计测量因照射而移动的旋转振动的平衡位置的变化。对于厚铝靶，我们观察到了预期的力，但对于 C100μg/cm^2，我们只能测量与光束损失能量相关的动量变化的 70%。这很难用传统的理论和实验来解释，但可能提供有关中性粒子发射的新知识。在第二种方法中，将目标箔附着到固定框架上，并测量由于束照射而导致的箔的变形。目标箔是2-5μm Al箔，光束是8MeV^<28>Si^<4+>，高达200nA。结果令人惊讶：(1) 变形比预期大 10 倍以上，(2) 梁经常在行进方向上变形，但有时在相反方向上变形，(3) 这是弹性变形。 4)用辐射温度计照射时靶箔的温度低于100℃。（2）假设该效应更多的是热效应，但相对于（4），它是一种不同于宏观温度的热效应，我们相信我们发现了固体物理性质的一个新方面。