研究内容

Research

他のグループとは異なり、放射光物理グループでは、「加速器」そのものの設計や開発を行ったり、電子の動きを制御し光を発生させる放射光の特性を利用した先端的な光を生み出し、その光を使った研究などを行っています。

研究トピック

Topic 01

広島大学放射光施設HiSORの次期計画：HiSOR-Ⅱに向けた研究と開発

本学の小型放射光源HiSORは安定性に優れた光源ですが、建設後20年以上が経過し、高性能化や新しい装置への更新が待望されてます。このHiSORの次期計画「HiSOR-Ⅱ」の検討も放射光物理研究室の主要な研究テーマの一つです。電磁場計算を用いた加速器用電磁石などの設計や試作、最適なビーム輸送系の設計など、シミュレーションなどを通じて加速器装置や電磁場計測の知識を身に付けます。

研究テーマ: HiSOR-Ⅱのための複合機能型電磁石の開発研究
研究テーマ: HiSOR-Ⅱのためのビーム輸送系の設計研究

Topic 02

加速器を用いた新しい光発生法の開拓

加速器は電子の運動を制御することで、様々な波長の光を発生させることができます。例えば、シンクロトロン光は電子が磁石の中を曲がるときに発生する光で、広島大学のHiSORもこのシンクロトロン光を発生させる装置です。さらに、レーザーを用いて電子にエネルギーを与えたりすることで、テラヘルツや真空紫外線、X線、ガンマ線などの様々な波長の光を発生させることもできます。これらの光は物質の電子状態を調べるための重要なツールであり、これらの光の発生法の開拓も放射光物理グループの重要な研究テーマの一つです。

関連研究: 加速器を用いたベクトル放射光ビームの生成 [1] Shunya Matsuba et al., "Generation of Vector Beam with Tandem Helical Undulators," Appl. Phys. Lett. 113, 021106 (2018), DOI: 10.1063/1.5037621
関連研究: 高エネルギー電子による光渦放射の精密観測 [2] M. Katoh et al., "Helical Phase Structure of Radiation from an Electron in Circular Motion," Sci. Rep. 7, 6130 (2017), DOI: 10.1038/s41598-017-06442-2
関連研究: 放射光による量子状態制御の応用 [3] T. Kaneyasu et al., "Controlling the Orbital Alignment in Atoms Using Cross-Circularly Polarized Extreme Ultraviolet Wave Packets," Phys. Rev. Lett. 123, 233401 (2019), DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.233401

Accelerator digital twin and machine learning illustration

Topic 03

先端デジタル技術と加速器の融合・応用

近年、機械学習や人工知能などの先端的なデジタル技術が様々な分野で活用されており、加速器の分野でもこれらの技術を活用した研究が進んでいます。例えば、機械学習を用いて加速器の運転条件を自動で最適化することで、より安定で効率的なビーム運転を実現する研究を行っています。また、加速器を仮想空間（VR）上に再現し、実験前に測定条件をシミュレーションしたり、遠隔から装置の理解を深めたりすることも可能になります。この取り組みは、研究効率の向上だけでなく、教育・アウトリーチへの応用も期待されています。

他にも様々なテーマの研究を行っています。気になる学生さんはぜひ気軽に研究室見学へ来てください。