研究紹介
加速器科学・ビーム物理研究部では電子の電磁場における運動、特に非線形ダイナミクスを中心にビーム動力学（ビームダイナミクス）の基礎研究を行っています。線型加速器においては、主として高周波電子銃から生成される電子ビームにおける空間電荷効果による6次元位相空間の歪みや加速構造でのビーム自身の航跡場の影響による後続電子のエネルギー変移など、円型加速器においては非線形磁場による高次共鳴および結合共鳴のビームダイナミクス、また航跡場による電子集団の縦方向位相空間の変形及び不安定性等を研究しています。この他、交差型アンジュレータを用いた偏光可変コヒーレントテラヘルツ放射の生成などを研究しています。
また電磁場と荷電粒子あるいは光子との相互作用と集団運動の動力学や、これを源とする様々な非線形物理現象を理解するために、主として高エネルギー電子加速器を用いて研究を行っており、本施設の電子リナックおよびブースターシンクロトロンの性能向上及び将来の加速器の高度化のための加速器科学の応用研究も行っています。
ビームダイナミクス（ビーム動力学）の研究は、ビームを作り出す装置の研究とも深く関係しており、
a. コヒーレントテラヘルツ光源加速器の研究開発
- 100フェムト秒程度の極超短バンチ電子ビーム生成技術の研究開発
- ビーム診断技術の研究開発
- クロスアンジュレータの研究開発
b. ブースターシンクロトロン (BST リング) 中でのビームダイナミクスの研究
これらの研究開発を行っています。
メンバー
| 氏名 | |||
| 准教授 | 柏木 茂 | Shigeru Kashiwagi | kashiwagi |
| 准教授 | 日出 富士雄 | Fujio Hinode | Hinode |
| 研究教授 | 濱 広幸 | Hiroyuki Hama | hama |
| D3 | 山田 悠樹 | Hiroki Yamada | yamada |
| D3 | kavar.anjali.bhagwan | ||
| D1 | pitchayapak.kitisri | ||
| M2 | 工藤 滉大 | Kodai Kudo | |
| M1 | 安彦颯人 | abiko.hayato | |
| 技術職員 | 南部 健一 | Kenichi Nanbu | nanbu |
| 技術職員 | 長澤 育郎 | Ikuro Nagasawa | nagasawa |
| 技術職員 | 髙橋 健 | Ken Takahashi | ken_takahashi |
| 技術職員 | 柴田 晃太朗 | Koutaro Shibata | shibata |
OB・OG
2023年度
熊谷 航平
2022年度
齊藤寛峻
山田 志門
2021年度
山本 大喜
齊藤寛峻
2020年度
石附 勇人
寺田 健人
2019年度
森田 希望
2018年度
二宮 慎吾
2017年度
齊藤 悠樹
2016年度
阿部 太郎
2014年度
永沢 聡
Anusorn Lueangaramwong
2012年度
田中 祐
李 相坤 （Xiangkun Li）
2011年度
宮原 房史
2008年度
安田 真冬
Kittipong Kasamsook
2007年度
田中 拓海
秋山和士
森 吉之介
2004年度
宮本 篤
就職先
広島大学
高エネルギー加速器研究機構
宮城県教員
NEC通信システム
日本電気
東芝
キャノン
JFEスチール
JFE
村田製作所
三菱電機
研究成果
2019年度 ・ 2018年度 ・ 2017年度 ・ 2016年度以前
１）査読付きジャーナル
Profile measurement of circulating electrons in a synchrotron by inserting a carbon wire
Y. Obara, T. Ishikawa, H. Hama, F. Hinode, H. Kanda, S. Kashiwagi, M. Miyabe, T. Muto,
K. Ozawa, H. Shimizu, A.O. Tokiyasu
Nucl. Inst. Meth. A: 922, (2019), p.p. 108-113
Light source based on a 100 mm-long monolithic undulator magnet with a very short 4 mm-period length
S. Yamamoto, S. Kashiwagi, S. Masuda, N. Nakanii, T. Hosokai, M. Kando, T. Muto, K. - Nanbu, F. Hinode and H. Hama
J. Synchrotron Rad. (2019). 26, 1902-1910
Demonstration of variable polarized coherent terahertz source
Shigeru Kashiwagi,Hirotoshi Saito,Fujio Hinode,Yuto Ishizuki,Ken Kanomata,Sadao Miura,Nozomu Morita,
Toshiya Muto,Ikurou Nagasawa,Ken-ichi Nanbu,Koutaro Shibata,Ken Takahashi,Kento Terada,Hiroki Yamada,Hiroyuki Hama,Heishun Zen,Akinori Irizawa
Infrared Physics & Technology, Volume 106, May 2020, 103274
https://doi.org/10.1016/j.infrared.2020.103274
２）国際研究集会・シンポジウム等のプロシーディングスや紀要
Accelerator-based Novel Sources Up To 4 THz At A Short-bunch Facility, t-ACTS
H. Saito, S. Kashiwagi, K. Nanbu, F. Hinode, T. Muto and H. Hama
44th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, (IRMMW-THz 2019), Paris, (2019) will be published
Characteristics of Polarized Coherent Radiation in THz Region from a Crossed Undulator
H. Saito, H. Hama, F. Hinode, K. Kanomata, S. Kashiwagi, S. Miura, N.M. Morita, T. Muto, I. Nagasawa, K. Nanbu, S. Ninomiya, K. Takahashi, H. Yamada
10th Int. Particle Accelerator Conf. (IPAC'19), Melbourne, (2019), 1769-1771
Status of Test-Accelerator as Coherent THz Source at ELPH, Tohoku University
S. Kashiwagi, H. Hama, F. Hinode, K. Kanomata, S. Miura, N.M. Morita, T. Muto, I. Nagasawa, K. Nanbu, S. Ninomiya, H. Saito, K. Takahashi, H. Yamada
10th Int. Particle Accelerator Conf. (IPAC2019), Melbourne, (2019), 1475-1477
Measurement of Cherenkov Diffraction Radiation from Short Electron Bunches at t-ACTS
S. Ninomiya, H. Hama, F. Hinode, K. Kanomata, S. Kashiwagi, S. Miura, N.M. Morita, T. Muto, I. Nagasawa, K. Nanbu, H. Saito, K. Takahashi, H. Yamada
10th Int. Particle Accelerator Conf. (IPAC'19), Melbourne, (2019), 2536-2538
３） 国内研究集会・シンポジウム等のプロシーディングスや紀要
コヒーレントスミス=パーセル放射を用いた非破壊型バンチ長モニターの研究
山田 悠樹，日出 富士雄，柏木 茂，武藤 俊哉，三浦 禎雄，南部 健一，髙橋 健，
長澤 育郎，鹿又 健，齊藤 寛峻，森田 希望，濱 広幸
日本加速器学会 第16回年会プロシーディングス, (2019), 40-42
交叉型アンジュレータにおける移相器の設計と開発
森田 希望，柏木 茂，日出 富士夫，三浦 禎雄，武藤 俊哉，南部 健一，長澤 育郎，髙橋 健，鹿又 健，柴田 晃太郎，齋藤 寛峻，山田 悠樹，濱 広幸
日本加速器学会 第16回年会プロシーディングス, (2019), 157-160
極短周期アンジュレータの開発と光源性能評価試験
山本 樹，益田 伸一，浜 広幸，柏木 茂，日出 富士雄，武藤 俊哉，南部 健一
日本加速器学会 第16回年会プロシーディングス, (2019), 170-174
交叉型アンジュレータからのTHz域コヒーレント放射の偏光特性(II)
齊藤 寛峻，柏木 茂，日出 富士雄，三浦 禎雄，武藤 俊哉，南部 健一，長澤 育郎，髙橋 健，鹿又 健，柴田 晃太朗，森田 希望，山田 悠樹，石附 勇人，寺田 健人，
濱 広幸
日本加速器学会 第16回年会プロシーディングス, (2019), 445-448
テラヘルツコヒーレントアンジュレータ放射の偏光制御
柏木 茂，齊藤 寛峻，全 炳俊，入澤 明典，日出 富士雄，武藤 俊哉，森田 希望，
山田 悠樹，南部 健一，鹿又 健，髙橋 健，長澤 育郎，柴田 晃太朗，三浦 禎雄, 濱 広幸
日本加速器学会 第16回年会プロシーディングス, (2019), 747-750
t-ACTSにおける中空誘電体からのチェレンコフ光の測定
南部 健一，日出 富士雄，柏木 茂，武藤 俊哉，齊藤 寛峻，森田 希望，山田 悠樹，鹿又 健，髙橋 健，長澤 育郎，柴田 晃太朗，三浦 禎雄，濱 広幸
日本加速器学会 第16回年会プロシーディングス, (2019), 1122-1124
東北大学電子光理学研究センター加速器群の現状
日出 富士雄，柏木 茂，鹿又 健，柴崎 義信，柴田 晃太朗，髙橋 健，長澤 育郎，
南部 健一，三浦 禎雄，武藤 俊哉，濱 広幸
日本加速器学会 第16回年会プロシーディングス, (2019), 1279-1281
１）査読付きジャーナル
Bunch Length Measurement Employing Cherenkov Radiation from a Thin Silica Aerogel
K. Nanbu, Y. Saito, H. Saito, S. Kashiwagi, F. Hinode, T. Muto and H. Hama
Particles 2018, 1(1), 305-314; doi:10.3390/particles1010025
２）国際研究集会・シンポジウム等のプロシーディングスや紀要
Study on Generation of Variable Polarized Coherent THz Radiation Using a Crossed Undulator,
H. Saito et al.,
Proc. 29th Linear Accelerator Conf. (LINAC'18), Beijing, China, Sep. 2018, paper MOPO076, pp. 157-159.
３）国内研究集会・シンポジウム等のプロシーディングスや紀要
チェレンコフ光リングを用いた非破壊型ビームモニターの検討
二宮 慎吾，柏木 茂，鹿又 健，齊藤 寛峻，高橋 健，長澤 育郎，南部 健一，日出 富士雄，三浦 禎雄，武藤 俊哉，濱 広幸
日本加速器学会 第15回年会プロシーディングス, (2018), 46-48
交叉型アンジュレータからのTHz域コヒーレント放射の偏光特性
齊藤 寛峻，柏木 茂，日出 富士雄，三浦 禎雄，武藤 俊哉，南部 健一，髙橋 健，長澤 育郎，鹿又 健，二宮 慎吾，濱 広幸
日本加速器学会 第15回年会プロシーディングス, (2018), 176-180
極低運動量移行電子弾性散乱による陽子半径測定のための電子ビームラインの構築
武藤 俊哉，青柳 泰平，柏木 茂，鹿又 健，齊藤 寛俊，須田 利美，髙橋 健，塚田 暁，長澤 育郎，南波 和希，南部 健一，二宮 慎吾，日出 富士雄，本多 佑記，三浦 禎雄，濱 広幸，玉江 忠明
日本加速器学会 第15回年会プロシーディングス, (2018), 284-288
電子線形加速器を用いた医療用RI製造システムの検討
柏木 茂，菊永 英寿，塚田 暁，高橋 健，三浦 禎雄，南部 健一，長澤 育郎，鹿又 健，日出 富士雄，武藤 俊哉，浜 広幸，野田 秀作，井村 亮太，井田 博之，大浦 泰嗣
日本加速器学会 第15回年会プロシーディングス, (2018), 1206-1209
東北大学電子光理学研究センター加速器施設の現状
日出 富士雄，柏木 茂，鹿又 健，柴崎 義信，高橋 健，長澤 育郎，南部 健一，三浦 禎雄，武藤 俊哉，濱 広幸
日本加速器学会 第15回年会プロシーディングス, (2018), 1326-1328
１）査読付きジャーナル
Observation of coherent undulator radiation in THz region
S. Kashiwagi, H. Saito, F. Hinode, K. Kanomata, S. Miura, T. Muto, I. Nagasawa, N. Nishimori, K. Nanbu, Y. Saito, K. Takahashi and H. Hama
Infrared Physics & Technology, 93, (2018), p.p. 335-339
Demonstration of Coherent Radiation Generation up to 3THz from Femtosecond Electron Pulses
Hiroyuki Hama, Taro Abe, Shigeru Kashiwagi, Fujio Hinode, Toshiya Muto, Ken-ichi Nanbu, Ken Takahashi, Ikuro Nagasawa, Ken Kanomata, Hidetoshi Saito and Yuki Saito
Int. J. Opt Photonic Eng., 2:004, (2017)
Study of Cherenkov Radiation from Thin Silica Aerogel
K. Nanbu, S. Kashiwagi, F. Hinode, T. Muto, I. Nagasawa, K. Takahashi, K. Kanomata, H. Saito, T. Abe, Y. Saito and H. Hama
Int J Opt Photonics Eng, 3:007 (2017).
２）国際研究集会・シンポジウム等のプロシーディングスや紀要
Numerical Study of Cherenkov Radiation from Thin Silica Aerogel
H. Hama, K. Nanbu, H. Saito, Y. Saito
Proc. 38th Int. Free Electron Laser Conf., Santa Fe, NM, 471 – 473 (2017).
３）国内研究集会・シンポジウム等のプロシーディングスや紀要
東北大学電子光理学研究センターの現状報告
日出 富士雄，柏木 茂，鹿又 健，柴崎 義信，髙橋 健，長澤 育郎，南部 健一，武藤 俊哉，濱 広幸
日本加速器学会 第14回年会プロシーディングス, (2017), 1374-1376
東北大学t-ACTSにおける極短電子ビームを用いた広帯域・狭帯域コヒーレントテラヘルツ放射発生
柏木 茂，鹿又 健，齊藤 寛峻，齊藤 悠樹，髙橋 健，長澤 育郎，南部 健一，西森 信行，日出 富士雄，三浦 禎雄，武藤 俊哉，濱 広幸
日本加速器学会 第14回年会プロシーディングス, (2017), 122-125
チェレンコフ放射を用いた極短電子バンチ長測定の評価
齊藤 悠樹，柏木 茂，日出 富士雄，三浦 禎雄，西森 信行，武藤 俊哉，南部 健一，柴崎 義信，髙橋 健，長澤 育郎，鹿又 健，齊藤 寛峻，濱 広幸
日本加速器学会 第14回年会プロシーディングス, (2017), 126-129
極短周期アンジュレータの開発と最初の放射の観測実験
山本 樹，浜 広幸，柏木 茂，日出 富士雄，武藤 俊哉，南部 健一
日本加速器学会 第14回年会プロシーディングス, (2017), 216-220
60 MeV電子加速器を用いた光核反応による放射性同位体製造のための照射システムの評価
髙橋 健，菊永 英寿，塚田 暁，武藤 俊哉，柏木 茂，須田 利美，日出 富士雄，南部 健一，長澤 育郎，濱 広幸
日本加速器学会 第14回年会プロシーディングス, (2017), 309-312
電子光理学研究センター加速器制御系の現状
長澤 育郎，南部 健一，柏木 茂，日出 富士雄，武藤 俊哉，髙橋 健，鹿又 健，濱 広幸
日本加速器学会 第14回年会プロシーディングス, (2017), 640-643
交叉型アンジュレータを用いた偏光可変テラヘルツ超放射生成の検討
齊藤 寛峻，柏木 茂，日出 富士雄，三浦 禎雄，西森 信行，武藤 俊哉，南部 健一，柴崎 義信，髙橋 健，長澤 育郎，鹿又 健，齊藤 悠樹，濱 広幸
日本加速器学会 第14回年会プロシーディングス, (2017), 817-820
４）解説論文、単行本（共著も含む）
核理研から電子光センター，５０年の歩み
日出 富士雄，濱 広幸
加速器, 14(2), (2017), 74-80
ILCの多角的活用
岩下芳久、山本樹、河村成肇、牧村俊助、野村大輔、下村浩一郎、山崎高幸、柏木茂、
兵頭俊夫、三島賢二、早川岳人、嶋達志
加速器, 14(4), (2017), 236-242.
１）査読付きジャーナル
Short-Range Longitudinal Wake Field and Its Effect on the Energy Spectrum in a Linear Accelerator
Tetsuya Igo, Ryukou Kato, Shigeru Kashiwagi, and Goro Isoyama
J. Appl. Phys. Vol. 49, 2010, 056301-1 - 056301-7.
Expected Performance of a Planar Undulator Designed for the Terahertz Source Project at Tohoku University,
F. Hinode, M. Kawai, K. Nanbu, F. Miyahara, H. Hama,
Nucl. Instr. and Meth. A 637 (2010), S72-S75
Intense Coherent THz Generation from Accelerator-Based Sources,
H. Hama, M. Yasuda, M. Kawai, F. Hinode, K. Nanbu, F. Miyahara,
Nucl. Instr. and Meth. A 637 (2010), S57-S61
２）国際研究集会・シンポジウム等のプロシーディングスや紀要
Linear Focal Cherenkov Camera for the t-ACTS Injector
K. Nanbu, H. Hama, M. Kawai, S. Kashiwagi. F. Hinode, T. Muto, F. Miyahara, Y. Tanaka
Proc. of FEL2010, pp516-518, Sweden, 2010
A Direct Measurement of the Longitudinal Phase Space for a Low Energy Electron Beam Using Energy Dependent Angular Distribution of Cherenkov Radiation
K. Nanbu, H. Hama, M. Kawai, S. Kashiwagi. F. Hinode, T. Muto, F. Miyahara, Y. Tanaka,
Proc. of IPAC10, pp1002-1004, Japan, 2010
Development of a Thermionic RF Gun for Coherent THz Source at Tohoku University,
F. Hinode, H. Hama, S. Kashiwagi, M. Kawai, K. Nanbu, F. Miyahara, T. Muto, H. Oohara, Y. Tanaka,
Proc. of IPAC10, pp1731-1733, Japan, 2010
Focusing of Ultrashort Electron Bunch for Femtosecond Inverse Compton Scattering X-Ray Source
N.Y. Huang, S.S. Yang, W.K. Lau, H. Hama,
Proc. of IPAC10, pp1357-1359, Japan, 2010
Production of Femtosecond Electron Pulse using Alpha Magnet together with Off-crest Acceleration for Generation of Coherent THz Radiation
F. Miyahara, F. Hinode, M. Kawai, T. Muto, K. Nanbu, H. Oohara, Y. Tanaka, and H. Hama
Proc. of IPAC10, pp4509-4511, Japan, 2010
Space Charge Effect for Rotation of Longitudinal Phase Space in Alpha Magnet
H. Hama, N.Y. Huang,
Proc. of IPAC10, pp4683-4685, Japan, 2010.
Cherenkov Ring to Observe Longitudinal Phase Space of a Low Energy Electron Beam Extracted from RF Gun
H. Hama, K. Nanbu, M. Kawai, S. Kashiwagi, F. Hinode, T. Muto, F. Miyahara, Y. Tanaka,
Proc. of the 14th Beam Instrumentation Workshop, pp79-83, USA, 2010
Electron Accelerator Complex at Tohoku University, 42-Year-Operation and Future,
H. Hama, M. Kawai, F. Hinode, Y. Shibasaki, S. Takahashi, K. Nanbu, I. Nagasawa, T. Muto, M. Hiraga
The 7th International Workshop on Accelerator Operations, Korea, April 12-16, 2010.
３）国内研究集会・シンポジウム等のプロシーディングスや紀要
PRESENT STATUS OF THE ACCELERATOR IN RESEARCH CENTER FOR ELECTRON PHOTON SCIENCE, TOHOKU UNIVERSITY
Masayuki Kawai et al.,
Proceedings of the 7th Japan Particle Accelerator Conference FSRP02 ( Aug 4-5,2010 Himeje)
コヒーレントテラヘルツ光源のためのアルファ磁石とオフクレスト加速を用いた超短バンチ生成
宮原房史 et al.,
第7回日本加速器学会年会プロシーディングス, 2010, pp204-206
STBリンス電磁石電源の制御システム更新
南部健一 et al.,
東北大学コヒーレントTHz光源用試験加速器の開発
日出富士雄 et al.,
第7回日本加速器学会年会プロシーディングス, 2010, pp5-7
高輝度コヒーレントTHz光発生のためのアンジュレータ
田中祐 et al.,
第7回日本加速器学会年会プロシーディングス, 2010, pp987-989
４）招待講演、発表
Cherenkov Ring to Observe Longitudinal Phase Space of a Low Energy Electron Beam Extracted from RF Gun
The14th Beam Instrumentation Workshop, May 4, 2010, Santa Fe, NM, US
Test Accelerator-based Coherent THz Source,
National Synchrotron Radiation Research Center, July 22, 2010, Hsin-Chu, Taiwan
Development of Femto-second Electron Pulse Driver for Accelerator-based THz Source
at Tohoku University,
October 22, 2010, SOLEIL, Saclay, France
Development of Femto-second Electron Pulse Driver for Accelerator-based THz Source at Tohoku University
November 3, 2010, ENEA, Frascati, Italy
THz Coherent Synchrotron Radiation Project Employing Isochronous Ring with Femtosecond Electron Pulse at Tohoku University
December 2, 2010, SINAP, Shanghai, China
t-ACTS, test Accelerator as Coherent THz Source,
Institute for Molecular Science, Jan. 14, 2011, Okazaki, Japan.
GPTによる超短パルス電子ビーム生成のシミュレーション（宮原房史）
第16回FELとHigh-Power Radiation研究会, SPring-8、2010年3月
東北大t-ACTS計画での加速管中でのVelocity Bunchingを用いた超短バンチ生成（宮原房史）
ビーム物理研究会2010、理化学研究所、2010年11月
コヒーレントTHz光源用試験加速器(t-ACTS)の開発（宮原房史）
第17回 FELとHigh-Power Radiation研究会, 立命館大学、2010年12月