ILC Asia WG4 第6回ミーティングメモ

11月2日10:00
3号館4階会議室

1st ILC WS で報告する内容について議論を行った。

(1) gamma-gamma options (高橋)
       *  e+e- 実験と gamma-gamma 実験を共存できるか検討することが重要。
       *  重要な検討項目は、crossing angle, beam dump, laser & optics。
       * レーザと衝突したあとのビームは、角度・運動量に広がりが生じ、
          大きくdisruptされるので、30mrad 程度の大きな crossing angle が必要。
       *  Photon beamの広がりは数10 micro rad 程度で、disrupted beam や
          beamstrahlung photons の10分の1程度である。このように
          非常に良くコリメートされた gamma のビームダンプが難しい。
       *  gamma を広げるために、3-5 気圧の Arガス中を通過させるアイデアがある。
       *  gamma は直進するので、ビームダンプまでのラインも直線となる。
          したがって、ビームダンプからの back scatter neutron が問題になる。
       *  ビームダンプは、e+e- と共通にはできない可能性有り。
       *  laser のコストを下げるためには、optical cavity が必須と言われている。
          しかし、cavity 方式が本当に安価か否かは、今後の検討が必要。
       *  Optical cavityは、レーザーの強度を蓄積により大きくする(増幅する)ことと、
          recycle によって multi-bunch collision に対応することの2つの役割を持つ。
       *  ミラーの精密な制御を実現し、cavity 方式の実証することが急務である。
       *  photon の輻射圧が、ミラー表面での位相面の乱れによるパルス蓄積への影響に現れる。
       *  R&D 項目は非常に多い。
       *  ATF2 において、optical cavity法によるレーザーとATF2電子ビームの"IP衝突"で
          photon beamを生成する実証をしたい。
 ILC-WS の報告では、
       *  R&D が必要な項目を列挙して欲しい。
       *  R&D を行う場所の候補も挙げて欲しい。

(2) Final Doublet (三原)
       *  Final Doublet の候補として、Normal/Super/Permanent がある。
       *  Normal E-M Q は枯れた技術であるが、消費電力が大きい。
       *  Super E-M Q は、強力な収束力が得られるので、長さを短くできる
          また、内径を大きくできるので衝突後の相手側のビーム(取り出しビーム)がボア内を通過できる。
          液体ヘリウムが流れることで、micron 程度の振動が起こるかもしれない。
          BNLではそのようなことが報告されている(菅原氏)。
       *  Permanent mag. Q はコンパクトで消費電力が少ない。
          Radiation や温度に対する耐性が良く分かっていない。
          これらは調べる必要がある。
       *  KEK-PS を使って放射線耐性の実験がされつつあり(川久保)、
          放射線損傷自身についてはデータが出てきている(SPring-8からも情報が出ていた−EPAC)。
       *  今後連絡を密にとってKEK-PS で測定する計画があるが、シャットダウンに間に合うか?
       *  Radiationに対する耐性は、実際にIPのそばでの radiation の線質などを抑えないと、
          評価が難しい。
       *  温度に関してはカタログデータとそこそこ合うが、SLACと共同での測定では
          温度だけでは説明できない長期ドリフトもある様に見える。
          磁石の特性なのか、測定システムから来るのか、調べているところである。
       *  ローテーションコイルの基材がガラスエポキシなので、吸湿による膨潤があり、
          測定環境の湿度が影響しているのは確からしい。
          が、時定数が数時間以上有り、これも分析を困難にしている。
       *  Normal/Super/Permanent のそれぞれについて、
          提案されているL*とcrossing angle の全てに対して、デザインを作る必要がある。
          Final Doublet がデザインできるような L*とcrossing angle を提案する。
 議論
       *   強度可変機構などにより、それほどコンパクトにできないのではないか(菅原氏)
       *   Permanent magnetはコンパクトさのみではなく、7mrad crossingの場合でも、
           左右方向にスリットを入れて対応できる。
           エネルギーを可変にすることや、微調整のため電磁石との組み合わせによる
           hybridタイプが現実的であろう。(岩下氏)


 ILC-WS の報告では、
       *  Normal/Super/Permanent の長所・短所をまとめた一覧表が欲しい。
       *  R&D 項目を列挙して欲しい。

(3) Critical Beam Test (黒田)
   基本的には、先週の発表にコメントを付けたもの
       *  ATF2の主な目的は2つあり、
          (1) コンパクト最終収束システムの光学の実験的検証、および、
          (2) IPでのナノメータレベルでのビームジッターのコントロールの実験的検証である。
          (2)は、NanoBPMをIPに設置し、final doublet の active mover やビーム軌道の 
feedback などの
          手段で行なわれる。また、(2)は FFTB/SLAC では達成されていない、FFの最大課題でもある。
          そのほか、最終収束系システムの運転に必要なすべてのことの経験を
          本番とほぼ同じ精度・許容値で行なうことができる。
       *  ATF2 のローカルコレクションは、GLC/NLC と似ている。
       *  Vibration tolerance は計算し直す必要がある。
       *  Alignment tolerance はゆるい。
       *  小さな回転(<<0.1mrad)の影響をしっかりと見積もる必要がある。
       *  ATF2 の tolerance は本番と大差ない。
          唯一、大きく異なるのは Final Doublet の vibration tolerance が本番よりも甘い。
          この問題については、nano-BPM によって、IP における beam position をチェックする。
       *  FFTB では、beam orbit の振動という問題があった。これを回避するために、
          IP での beam position を測る nano-BPM と final Q 用の active mover を入れる。
       *  ATF2 のオプションとして、Laser Facility も重要。
       *  ATF/DR の Kicker の改造によって、TESLA beam も作れる。
 ILC-WS の報告では、
       *  To do list の列挙はやめて、意義のみを強調する。
       *  ATF/DR から取り出すビームに対する要求を、予備のスライドとして用意する。

(4) IR Layout: Crossing Angle, L* and Vertex R
       *  Head-on, vertical 0.3mrad, horizonntal 2mrad/7mrad/20mrad の紹介。
       *  crossing angle と L* を決めるには、
          - Final Q を作れるのか?
          - beam 起源の低エネルギー粒子(hot spot)を止められるか?
          - Vertex R を何処まで小さくできるか?
          - Extraction Line を建設できるか?
          - 測定器のデザイン
          - SR background
          等、マシンと物理の両面から検討する必要がある。
       * crossing angle の星取り表を示し、検討項目の多いことを説明。

次回
 11月17日(水)10:00
 3号館4階会議室
 http://lcdev.kek.jp/Events