2001 particle Accelerator Conference・・・・・庄司善彦

放射光
第巻第号
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研究会報告
2001 Particle Accelerator Conference
庄司
善彦
（姫路工業大学高度産業科学技術研究所）
2001 年 6 月 18 日から 22 日までの 5 日間， Particle
Ac-
これは放射光等でたたき出された電子が陽電子ビームのポ
celerator Conference（通称 PAC）がシカゴ市で開催され
テンシャルにトラップされ，最終的に陽電子ビームのサイ
ました。今回のホストは Argonne National Laboratory,
ズが広がる現象です。真空チェンバー内に弱いソレノイド
Fermi National Accelerator Laboratory と OakRidge Na-
磁場を作り，光電子がビームに近付くのを抑制したのが効
tional
果的でした。放射光リングでは陽電子ビームを扱う APS
Laboratory で，会場はシカゴ市中心部のホテル
Hyatt Regency Chicago でした。
で観測されています。
PAC は加速器に関する国際会議では最大規模で， 2 年
3 番目は線形加速器を用いた X 線 FEL の話題でした。
に 1 回開かれています。 PAC に準ずる規模を持ち，やは
Self-Ampliˆed Spontaneous Emission，略して SASE は，
り 2 年に 1 回開かれる EPAC (European Particle Acceler-
第 4 世代放射光源としての評価が固まりつつある様子で
Conference) と対になり，大きな会議が毎年開かれ
す。この分野の技術の進展は目覚ましく，今回のトピック
る仕組みです。参加者は 1000 人を越え，口頭発表が 221
ation
ス の 一 つ で し た 。 FEL 発 振 の 短 波 長 化 は 更 に 進 み ，
件，ポスター発表は 2500 件を越えました。オーラルセッ
DESY の TESLA FEL では 104 程度の FEL ゲインで 80 ～
ションは 2 会場または 3 会場のパラレルセッションで，
180 nm の範囲がチューナブルでした。更に Argonne と
更に300件程度を 1 会場に集めたポスターセッションが同
BNL の両施設では電子バンチがアンジュレーター内を進
時に開かれました。
むに従って放射光パワーが増大し，サチュレーションに至
プロシーディングズは電子化されており，投稿論文をイ
っていることを実測で示しました。マイクロバンチの観測
ンターネット上で閲覧できます。ホームページは http: //
などの診断技術も進歩し，SASE の発振プロセスが実験的
pac2001.aps.anl.gov です。主催者からのメールによれば
に確認されつつあります。現在も数 ns からオングスト
98が正常にサブミットされているとの事です。
ロームまでの波長領域をねらった装置が次々と建設または
会議の基調講演とも言える opening plenary session の講
演は以下の 4 件でした。
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
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
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
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
提案中です。まだ様々な課題が残されていますが， X 線
FEL の実用化は遠くないように思えました。
4 番目は，spallation neutron source (SNS) の計画でし
S. Ozaki, BNL
RHIC Commissioning and First Results.
た 。 こ れ は 大 強 度 中 性 子 を 発 生 さ せ る 加 速 器 を Oak
S. Kurokawa, KEK
Ridge に建設し，中性子散乱実験に用いる計画です。 1.4
B-Factory Commissioning and First Results.
B$ の予算で1999年に建設を開始しており，2006年に完成
J. Rossbach, DESY
予定です。加速器部分は 1 GeV の大強度陽子線形加速器
New Development on Free Electron Lasers based
と周長248 m のストレッチャーリングから成ります。パル
on Self-Ampliˆed Spontaneous Emission.
ス当り 1.5 × 1014 の H－ を 60 Hz で Hg ターゲットに当て
T. E. Mason, SNS (Spallation Neutron Source)
てパルス中性子を作ります。チャレンジングで意義の大き
The Spallation Neutron Source: A Powerful Tool for
い計画だと思いますが，印象に残ったのはその宣伝活動で
Materials Research.
した。会場のロビーには SNS 建設地のリアルタイム映像
最初は RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider) の調整が
を流し続けるインターネット端末があり，またカラフルな
順調に進んでいるという報告でした。原子核分野では最大
ロゴ入りの栓抜き（らしい）が用意される，といった調子
のプロジェクトですが，放射光とは関係ありません。
でした。
2 番目は KEK と SLAC の両 B-Factory の状況報告でし
約 20 件あるオーラルセッションのテーマは前回の会議
た。B-Factory はエネルギーの異なる電子と陽電子を衝突
とほぼ同じでしたが，今回新規に加わったのは，先に述べ
させる衝突型リング加速器です。KEK は SLAC に遅れを
た「Two-stream instability」と「Secondary Beam Facili-
取っていましたが，世界最高ルミノシティーを達成して
ty」でした。伝統的な素粒子実験は高エネルギーに加速さ
SLAC に追い付きました。ルミノシティー劣化の主要な原
れた粒子が起こす素粒子反応の観測ですが，「 Secondary
因は「electron cloud (two-stream instability）」でした。
Beam
Facility」で扱う装置は最初の反応自体には興味が
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(C) 2001 The Japanese Society for Synchrotron Radiation Research
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なく，2 次粒子の利用を目的とする施設です。具体的には
だ，加速器研究という点から見ると性能的にも技術的にも
SNS の中性子，ミューオンコライダーやニュートリノ生
特に目新しい点が無く，「チャレンジングな点はどこか」
成に使うミュー粒子です。
といった質問には苦笑いするしかありません。蓄積リング
「Light Sources and FEL」という oral session の発表は
12件でした。招待講演は，
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
しいようです。
DIAMOND は電子エネルギー 3.0 GeV に対して周長が
S. Chattopadhyey, LBL
The Frontier of Ultrashort Pulse Technique: Prob-
大きい（ 500 m ）点が特徴です。電子エネルギー 2.9 GeV
ing the Quantum Limit of Rapidity
の CLS の周長が 170 m であるのに比べると約 3 倍です。
M. de Jong, CLS
エミッタンスは 2 nm まで下げることができますが，どう
Overview of New Light Sources
してもビーム寿命が短くなるので，トップアップ運転も考
S. Milton, ANL
慮しているようです。完成予定は 2006 年ですが，リング
Measurements of Exponential Gain and Saturation
のデザインも完全には決定していないようです。
of SASE at the APS LEUTL
ERL は JeŠerson Lab. で稼働中ですが，数カ所で次期
P. Emma, Univ. of Wisconsin
計画として検討されていました。全体は細長いリングの 1
つの長辺に超伝導線形加速器が設置された形です。線形加
Issues and R & D Critical to the LCLS
の 4 件で，他の口頭発表は以下の 8 件でした。
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
の技術は着実に進歩していますが，画期的なアイデアは難
速器で加速された電子は FEL 等に利用され，再び線形加
A. Streun. PSI
速器に戻りますが，2 回目は減速位相で電子ビームのエネ
Commissioning of the Swiss Light Source.
ルギーを回収します。同じ電子はリングを 1 度通過する
M. Poole, Daresbury Lab.
だけなので蓄積リングではありません。主は線形加速器を
The DIAMOND Project; An advanced Light Source
使った FEL ですが，偏向部をバンチ圧縮に使うと同時
for the UK.
に，偏向電磁石からの放射光を望むユーザーの為のビーム
M. Tigner, Cornel Univ.
ラインを設置できます。
The Energy Recovery Linac (ERL) as a Driver for
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
放射光関連の口頭発表は「Light Sources and FEL」に
X-ray Producing Insertion Devices.
限りませんでしたが，やはり線形加速器 FEL が目立つ印
R. Rossmanth, Karlsruhe
象でした。
ポスターではサブピコ秒バンチの測定はトピックスでも
A Superconductive Small Period Undulator: Concept and Test Result.
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あり， X. Wang が提案した「 beam streaking 」が実現し
T. Shaftan, BNL
ていることが目を引きました。測定したい電子バンチを線
High-Gain
形加速器のゼロ位相（中心は加速も減速もなく，加速勾配
harmonic
Generation
Free-Electron
Laser at Saturation
だけが存在）で通して時間差をエネルギー差に変換しま
S. Bensson, JeŠerson Lab.
す。更に偏向磁石で分散を作り，エネルギー差を位置に変
A 10 kW IRFEL Design for JeŠerson Lab.
え，それを scintillating screen 等で観測します。時間分解
J. Carke, Daresbury Lab.
能は元々の電子ビームのエネルギー広がりとビームザイズ
Prospects for a 4th Generation Light Source for the
に依存しますが， BNL の DUVFEL では最高 8 fs を出し
UK.
ています。 IRFEL でバンチ圧縮によりマイクロバンチが
P D. Hartog, ANL
生成される様子がはっきり観測されました。バンチ圧縮を
Design and Manufacture of a Prototype Undulator
最大にした状態では FWHM ＝ 50 fs のマイクロバンチが
for the LCLS Project.
140 fs 間隔できれいに並んでいるのが見え，驚異的な時間
略称を説明しますと， 2 番の講演者の所属 CLS は，現在
分解能は本当のようです。
2.9 GeV 蓄積リングを建設中の Canadian Light Source で
す 。 3 番 目 の 講 演 の LEUTL は Low-Energy
Undulator
蓄積リングでは APS が top-up 運転に取り組み，昨年 6
月から 1 年間で 4 週間分が top-up 運転であったそうです。
Test Line の略。4 番目と12番目の LCLS は Linac Coher-
2 分 間に 1 回 の定期 入射 で蓄 積電 流は 102 mA ＋ 0.2 mA
ent Light Source の略で，SLAC にある X 線 FEL です。
（ほぼ全幅）に保たれました。入射時には軌道のミスマッ
放射光蓄積リング関係の口頭発表は少なく， SPring-8,
チが起こり，電子軌道が揺れるので放射光ユーザーは時間
ALS, ESRF といった大型施設の facility status も全てポ
ゲートをかけます。入射周期は厳格に守られますが，入射
スターセッションに入りました。 5 番目の講演の Swiss
の数秒前に警告信号を出します。全ての挿入光源にチェレ
Light
ンコフモニターを設置して入射時のビーム損失をモニター
Source は2.4 GeV の第 3 世代リングです。2000年
12 月にリングへの電子ビーム入射を開始してから順調に
しており，入射効率は99と言っていました。
立ち上がり，6 ヶ月後には 400 mA を蓄積しています。た
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