レーザー冷却不安定原子生成装置@CYRIC

レーザー冷却不安定原子生成装置 現状
東北大CYRIC測定器研究部 川村広和
Fr-EDM collaboration
Francium beam line with swinger magnet
2011/9/17 SSRI インフォーマルミーティングin CYRIC target room #5
レーザー冷却フランシウム生成工場
Laser room
CYRIC 重荷電粒子ビーム多目的利用システム
Optical fiber
(150m)
Cyclotron
Swinger
MOT room
【地震による Swinger 磁石, シールド扉の故障】
Fr ビームラインで他に大きな被害はなし
Frイオンの輸送
表面イオン化器
18O + 197Au  210Fr + 5n
イオンの中性化
磁気光学トラップ
2011/9/17 SSRI インフォーマルミーティング
Frイオン源開発状況
+ 197Au  210Fr + 5n
Primary beam 18O5+ (100MeV)
from swinger magnet
Rb atom
Einzel lens
18O
Fr+ Rb+
Oven
Gold target
(>1000oC)
融解金標的からの表面電離~106Fr+/s 安定供給を達成
アインツェルレンズの新規製作により引き出し・エミッタンスの改善
(Rbビームでオフライン開発)
一次ビーム (18O5+ 100MeV) 強度 0.2μA  ECR イオン源・輸送系の向上
中性化装置入口で 107Fr+/s 達成の見通し
2011/9/17 SSRI インフォーマルミーティング
MOT 装置開発状況
2次側MOTチャンバー
Fr/Rb レーザー冷却用光源
4-レンズ観測システム構築中
Φ25.4
W. Alt, arXiv:
/0108058v1
[physics.optics]
28 Aug 2001.
MOT 装置
1次側MOTチャンバー
Rb原子数~108トラップ達成
単一Rb原子トラップで観測される蛍光強度の見積り
原子の個数×1原子当たりの散乱レート×1光子エネルギー
I: 光の強度 (5mW/cm2)
Is: 飽和強度 (Rb:1.67mW/cm2)
Δ: 離調 (2Γ)
Γ: 原子の緩和レート
(Rb:6.1MHz)
PRb = 3.6 fW
 4 mm 
14,100 cps  APDによる観測可
 核反応で生成する少数 Fr の蛍光観測
2011/9/17 SSRI インフォーマルミーティング
CYRIC中性子飛行管室の環境整備
レーザー光学実験が行える環境へ
現在は Rb専用イオン源や
中性化装置の開発に利用
2010.5.
2011.5.
中性化装置より下流
(レーザー冷却技術が主体)
の開発を進める
床/壁補修, 照明/電源系統整備, 光ファイバー敷設, 光学除振台設置, 空調ブース設置…
震災の復旧工事と合わせ, 環境整備を進めていく
2011/9/17 SSRI インフォーマルミーティング
今後の計画
静電三連Q電極
中性化装置
中性 Fr 原子
Fr イオン
ゼーマン減速器
MOT
中性子飛行管室将来イメージ
2011 秋
2012 春
2012 秋
2013 春~
装置オフライン開発
Fr ビームライン建設
Fr-MOT 実験
Fr-EDM 測定
加速器復旧工事
復旧, テストビーム
2011/9/17 SSRI インフォーマルミーティング