KEK電子・陽電子線形加速器

KEKB加速器の2リングと2つの放射光リング、計4リングに高エネルギーの電子・陽電子ビームを供給するための多目的線形加速器です。長さ(全長600メートル)と最大エネルギー100億電子ボルト(10GeV)において世界第二位の高エネルギー線形加速器です。

目的・ビジョン

KEKB加速器の2つのリングにはエネルギーが80億電子ボルト(8GeV)の電子と35億電子ボルト(3.5GeV)の陽電子を入射し、2つの放射光リングには25億電子ボルト(2.5GeV)と30億電子ボルト(3.5GeV)の電子を入射します。各リングで行なわれる物理実験が効率的に進められるように、現在3つのリングにほぼ同時(パルス毎)に入射しています。また、さらに飛躍的に性能の高い線形加速器の設計、建設を計画しています。

 

概要

KEKB加速器が稼働する前には、KEK電子・陽電子線形加速器はエネルギーが2.5GeVの電子と陽電子をトリスタン加速器と放射光リングに入射していましたが、KEKB加速器のために電子のエネルギーを8GeVに、陽電子のエネルギーを3.5GeVに上げ、陽電子数をそれまでの20倍に増やすことになりました。KEKBの完成に先立つこと約1年前の1997年秋に改造を終了し、同年暮れにビーム調整を開始しました。それ以来KEKBおよび放射光リングに頻繁に入射をして来ましたが、2004年にKEKBの2つのリングへの連続入射を開始して以来、放射光リング入射との取り合いが問題となり、また、放射光リングへの連続入射(トップアップ入射)の要望もあって、KEKBの2つのリングと放射光リングの1つへ3リング同時入射する可能性を検討し始めました。エネルギー、粒子の種類、電荷量の大きく異なるビームを1つの線形加速器でほぼ同時に(20ミリ秒毎に高速に切替えて)安定に加速し入射することは非常にむずかしく、世界のどこでも行なわれていませんでした。しかし数々の改造と研究開発により、その後5年の歳月をかけてついに2009年4月、3リング同時入射が成功しました。この結果、KEKB加速器では性能がさらに向上し、放射光リングではトップアップ運転によって光ビームの安定化がもたらす数々の成果が得られています。現在では、衝突性能をこれまでの20倍とするKEKB改造に対応するために、電子・陽電子のビーム性能を飛躍的に改善する研究を進めています。

 

関連するWebページ

KEKB加速器 /ja/research/fa_accl/kekbring-2
KEKB加速器研究者むけ http://www-acc.kek.jp/KEKB/index.html

 

 関連する研究グループ

Belle 実験(KEKBに設置された素粒子実験装置) https://belle.kek.jp/welcome/