境界要素法による極低温真空チャンバーのインピーダンス計算

---

概要

ビーム結合インピーダンスは、加速器内の荷電粒子ビームとその周囲の環境との電磁的相互作用を特徴付ける重要なパラメータである。近年、極低温真空チャンバーの抵抗性壁面インピーダンスに関する理論的研究が行われているが、実際のチャンバー形状を円形または無限平行平板によって近似している。これに対して、講演者は、任意の断面形状を有する極低温真空チャンバーのインピーダンス計算を行うための新たな数値解析手法を開発した。本手法は、ローレンツ因子を考慮した電磁場のキルヒホッフ積分表示と表面インピーダンス境界条件に基づいて定式化される。結果として、極低温下での金属の異常表皮効果を定式化に取り込むことができ、円形や無限平行平板のような近似形状を用いることなく、ビーム結合インピーダンスの形状依存性を解析することが可能となる。本講演では、提案手法を概説し、円形や無限平行平板が仮定された解析的な従来モデルとの比較、実問題への応用例としてレーストラック型チャンバーの計算結果を紹介する。また関連するトピックスとして、講演者が最近取り組んでいる深層ニューラルネットワークを用いたインピーダンス計算についても言及する。

References:

1. K. Fujita, Phys. Rev. Accel. Beams, vol.25, no.6, 064601, June 2022.
2. K. Fujita, IEEE Access, vol.9, pp.164017-164025, Dec 2021.
3. K. Fujita, Front. Phys., 10:967645, Oct. 2022.