ポジトロニウム負イオン光脱離による大強度ポジトロニウムビーム生成とその応用

正电子负离子光解吸产生高强度正电子束及其应用

• 批准号: 12J06867
• 负责人: 満汐 孝治
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J06867/
• 关键词: ポジトロニウム; ポジトロニウム負イオン; 粒子線; 陽電子; 光脱離; ポジトロニウム; ポジトロニウム負イオン; 粒子線; 陽電子; 光脱離

ポジトロニウム(Ps)は、構成する粒子と同様にしてビームにすることで、絶縁体表面等の有用な分析手段となることが予測されている。しかしながら、中性であるために運動制御が難しく、エネルギーや空間的指向性の揃ったビームを生成することは困難であった。本研究では、Psビームの新規生成法として、Psに更にもう1つ電子が結合したポジトロニウム負イオン(Ps^-)を生成し、それを光脱離させる手法の開発を行った。本年度は、マイクロチャンネルプレートと遅延ラインアノードからなる位置敏感型検出器の導入とビーム光学に基づいたPs}生成系の改良を行い、ビーム品質の最適化及びその特性評価を行った。光脱離フラグメントであるPsの飛行時間を測定した結果、飛行時間とPs^-の加速エネルギーとの間に相関が確認され、Psビームのエネルギー操作が可能であることを実証した。得られたビームのエネルギーレンジは0.3keV-2.3keVであり、keVオーダーのエネルギーをもつビームを生成することに成功している。また、レーザー光強度に対するフラグメント収量を測ることで、Ps一の光脱離断面積を見積もることにも世界で初めて成功した。ビームの空間プロファイルを測定したところ、角度分散は15-20mradと見積もられた。この結果はモンテカルロシミュレーションでよく再現され、シミュレーションとの対比から主な発散要因が生成標的から放出されるPs-の初期運動量であることを特定した。放出エネルギーの低い標的を用いることで発散角を更に抑えることが可能であり、表面分析に適した低エミッタンスビームの実現が期待される。

通过将其作为与构成其构成的粒子相同的方式，预测正电子（PS）是绝缘体表面的有用分析方法。但是，由于它是中性的，因此很难进行运动控制，并且很难以均匀的能量和空间方向产生光束。在这项研究中，我们开发了一种生成PS梁的新方法，该方法产生了负极离子（ps^ - ），其中另一个电子与PS结合并光电载体。今年，我们引入了由微通道板和延迟线阳极组成的位置敏感探测器，并根据光束光学器件改进了PS}生成系统，并优化了光束质量并评估了其特性。测量了PS的飞行时间，即光检查片段，并在飞行时间和PS^ - 的加速能量之间确认了相关性，这表明PS梁的能量操纵是可能的。获得的梁的能量范围为0.3 keV-2.3 keV，并且成功地在keV顺序生成梁。此外，它是通过测量相对于激光光强度测量碎片产量来估算PS1的光载吸收横截面区域的首次成功。测量了梁的空间谱，并估计角度分散体为15-20 mrad。该结果在蒙特卡洛模拟中得到了很好的再现，并从模拟的对比确定的是，主要差异因子是从生成的靶标释放的PS的初始动量。使用具有低排放能量的目标可以进一步抑制发散角度，并且预计将实现适合表面分析的低排名梁。