高速粒子識別システムとその応用 理研、小沢 顕 • 提案するシステム • その応用 RIビームフィルター RIビームクーリング • RIBFでの展開 提案するシステム １）粒子識別して、欲しい粒子だけをキックする。 ２）粒子の中心運動量からのずれを検知して、rf電場 の電圧と位相を調整する。 ３）粒子の位置と角度を検知して、 rfキッカーの電圧 と位相を調整する。 粒子識別して、欲しい粒子だけをキックする。 キッカー磁石 粒子（カクテルビーム） 粒子（カクテルビーム） 100 検出器 100Sn 実験装置へ 実験装置へ Sn , 101Sn, 99In, 98Cd....et c ON 信号 信号 高速処理回 路 欲しい粒子 欲しい粒子 100 例例 Sn 信号 信号 101Sn, 99In, 98Cd....etc. 粒子の中心運動量からのずれを検知して、rf 電場の電圧と位相を調整する。 電圧 電圧 粒子 検出器 100 Sn （エネルギー ∆E RF-cavity 時間 時間 E i) 100 Sn (エネルギー E i+ ∆E) 信号 信号 高速処理回 路 100 Sn 中心エネルギー E0 ∝(E(E 信号 0 -E0 -E i) i ) 信号∝ 粒子の位置と角度を検知して、 rfキッカーの 電圧と位相を調整する。 電圧 電圧 検出器 ∆E 時間 RFキッカー 時間 100 Sn （エネルギー E i,X i,θi) 信号 中心軌道にのせ る 信号 信号 信号 ∆E1 高速処理回 路 100 Sn 中心エネルギー E 0 （マトリックスの情報 ） （イオンオプティクスの情報） ∆E2 応用 • RIビームフィルター 純度の向上 リングに通すとアイソマーを落とすことができる。 ほかの RIビーム施設にはない！ • RIビームの運動量広がりを小さくできる。 • RIビームの角度広がりを小さくできる。 新しいRIビームクーリング法！ 従来の方法に比べて圧倒的に早い！ C.f. stochastic+electron cooling: ~10 sec (ESR/GSI) さらなる応用 • RIビームの加速／減速 ~1 Hzで好きなエネルギーが得られる。 • Internal-targetの実験 ルミノシティーは固定ターゲットに勝てる。 • 質量測定 ESR/GSIで測定できないところを測定できる。 各種実験装置 各種実験装置 RIBFでの展開 RFキッカ ー 固定ターゲット 引き出しライン 引き出しライン キッカー磁 石 リン グ 信号 SRC 検出 器 BIG-RIPS RIビーム生成 ターゲット ト 生成ターゲッ RIビーム 実験装置概念図 B I G- RIPS このシステムを通すと、、、 ± 3%, ~100π mm mrad ± ~0.1%, ~1 π mm mrad 純度 ~ 1 0 0 % アイソマー(T 1/2 <1ms)なし カクテルビーム アイソマー(T 1/2 >100ns) 混入 RIビームの質が大幅に向上する！ • キッカー電磁石：立ち上がり ~100nsec • BIG-RIPSからリング入り口までの距離：~60m（光速 で~200nsec） • RIビームの速度:~350 A MeV( β ~0.7) リング入り口までのビームの飛行時間：~400 nsec ~100 nsec の余裕はある。 この間に検出して、信号処理すればよい。。。 皆様、御支援ください。
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