超伝導高周波トラップを用いた反水素原子の大量合成と高精度分光

使用超导射频陷阱进行反氢原子的质量合成和高精度光谱

基本信息

批准号：
05J10513
负责人：
堀正樹
金额：
$ 2.11万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

2007年度は、欧州合同原子核研究機構CERNの反陽子減速器施設を用いて、反陽子ヘリウム原子の二光子吸収分光実験を行った。そして、反陽子ヘリウム原子の二光子遷移エネルギーを、3ppbという世界最高精度で計測することに成功した。これによって、素粒子物理の基本的な定理と考えられているCPT対称性を、従来よりも高い精密で検証した。この実験では、まず反陽子ヘリウム原子を5ケルビンという低温標的中で100万個合成した。次に、出力波長を10桁の精度で安定化させたcwチタンサファイアレーザーをパルス増幅して、この光線を原子に照射した。この際に、特別な波長の組み合わせを利用することによって、原子内で非線形な二光子遷移をひきおこすことに成功した。次に、超伝導ポールトラップを開発して、振幅4キロボルト、周波数35メガメルツ、Q=100万の特性をもった空洞を実現した。このトラップは、高純度ニオブ製で、電子ビーム溶接を用いて建設したものである。超流動ヘリウムで常時、1.8度ケルビンに保たれる。ニオブ電極の表面では、数メガボルト毎メートルという非常に強い電場が発生するが、これによって電子が発生し、放電を誘発するという問題が発生した。現在、表面の洗浄方法や、電極の形状を工夫することによって、この問題を解決しようとしている。また、反陽子ビームを測定する新型の検出器を開発した。これは、厚さ数百ナノメートルのカーボンフォイルに反陽子が衝突した際、発生する二次電子をとらえて、高感度カメラで撮影する仕組みになっている。特殊な加速電極を用いることによって、数ナノ秒という超高速シャッターを切ることができる。

2007年，我们利用欧洲核子研究中心（CERN）的反质子减速器设施对反质子氦原子进行了双光子吸收光谱实验。他们成功测量了反质子氦原子的双光子跃迁能，精度达到世界最高精度3 ppb。结果，被认为是粒子物理学基本定理的 CPT 对称性得到了比以前更高的精度验证。在这个实验中，他们首先在 5 开尔文的目标温度下合成了 100 万个反质子氦原子。接下来，他们使用输出波长稳定在 10 位精度的连续波钛蓝宝石激光器发出脉冲，并用该光束照射原子。在这种情况下，通过使用特殊的波长组合，他们成功地在原子内诱导了非线性双光子跃迁。接下来，他们开发了超导极陷阱，并实现了振幅为4千伏、频率为35兆熔、Q=100万的空腔。该陷阱由高纯度铌制成，并通过电子束焊接制成。使用超流氦将温度始终保持在 1.8 开氏度。铌电极表面会产生每米几兆伏的非常强的电场，这会导致产生电子并诱发放电的问题。目前，人们正在尝试通过设计表面清洁方法和电极形状来解决这个问题。他们还开发了一种新型探测器来测量反质子束。该系统使用高灵敏度相机来捕获反质子与数百纳米厚的碳箔碰撞时产生的二次电子。通过使用特殊的加速电极，可以释放几纳秒的超高速快门。

项目成果

期刊论文数量（11）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Determination of the Antiproton-to-Electron Mass Ratio by Precision Laser Spectroscopy of Pbar-He+

精密激光光谱法测定 Pbar-He 反质子与电子的质量比

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
影响因子：
0
作者：
M.Hori et al.
通讯作者：
M.Hori et al.

Spatial and temporal beam profile monitor with nanosecond resolution for CERN's Linac4 and Superconducting Proton Linac

适用于 CERN 直线加速器 4 和超导质子直线加速器的具有纳秒分辨率的空间和时间光束轮廓监测器

DOI：
10.1016/j.nima.2008.01.078
发表时间：
2008-04-11
期刊：
Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section A-accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment
影响因子：
1.4
作者：
M. Hori;K. Hanke
通讯作者：
K. Hanke

Linac-4 Technical Design Report

Linac-4 技术设计报告

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
影响因子：
0
作者：
L.Arnaudon et al.
通讯作者：
L.Arnaudon et al.

Conceptual design of the SPL II : A high-power superconducting $H^-$ linac at CERN

SPL II 的概念设计：CERN 的高功率超导 $H^-$ 直线加速器

DOI：
10.5170/cern-2000-012
发表时间：
2024-09-13
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Baylac;M. Magistris;M. Paoluzzi;M. Hori;D. Küchler;E. Froidefond;K. Hanke;C. Rossi;T. Meinschad;A. L. Hern;ez;ez;R. Garoby;Palladino;A. Lombardi;S. Chel;R. Duperrier;M. Vretenar;J. Lallement;J. DeConto;R. Scrivens;J. Inigo;T. Steiner;T. Kroyer;J. Royer;A. Millich;E. Benedico;M. Silari;E. Sargsyan;E. Noah;C. Pagani;D. Uriot;M. Sanmartí;P. Pierini;F. Caspers;M. Lindroos;C. Hill;J. Tückmantel;M. Pasini;K. Kahle
通讯作者：
K. Kahle

ASACUSA Status report

ASACUSA 状态报告