荷電粒子ビームの基礎物性研究とその応用

keywords.jpg加速器,イオンビーム,非中性プラズマ,クーロン結晶,レーザー冷却 

岡本 宏己 

HIROMI OKAMOTO

division.jpg先端物質科学研究科 量子物質科学専攻 量子物質科学講座

position.jpg教授

研究概要

研究内容

荷電粒子ビームの軌道力学や基礎物性に関する理論的・実験的研究を行っている。電流値の大きな高出力ビームや位相空間密度の高い低エミッタンスビームにおいて顕在化する様々な集団現象を,多粒子シミュレーションやイオントラップ技術などを駆使して研究している。
 これらの基礎研究により,“超高品位ビーム”の生成や安定供給が可能になる。高品位ビームはきわめて広い応用範囲をもち,基礎物理学の範疇にとどまらず,放射線医療・生命科学・物質材料科学・放射光生成・工学・エネルギー科学などの分野で積極的に活用されている。また,最新のレーザー冷却技術を応用することにより,ナノメーター・サイズの空間的広がりしかもたない極小イオンビームを生成することも原理的に可能である。
  当研究室は,放射線医学総合研究所や京都大学などと共同で,がん治療用の先進小型加速器の開発研究も実施している。

実用化に向けて(想定業界・用途、課題、企業への期待など)

この分野に関心のある企業等との共同研究,知見の提供,このテーマに関する講演や助言などが可能である。
応用分野
高品位荷電粒子ビームの生成・制御・利用に関連する分野

本研究の特徴・優位性

先進加速器やビーム物性の基礎研究を実験室レベルで実施するため,電子やイオンのプラズマを応用している。実験の基盤となる主要技術は次の通り:(1) 非中性プラズマの閉じ込め技術,(2) レーザー冷却技術,(3) レーザー誘起蛍光を使った荷電粒子観測技術,(4) 高周波技術,(5) 多粒子シミュレーション法,など。

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