KEK-Bファクトリー加速器
KEK加速器研究施設
赤井 和憲
2004.5.20 京都大学
1

内容
1. KEKB加速器とは？
2. KEKBの構成と性能向上の歩み
3. KEKBの将来：Super-KEKB計画

2

Part １. KEKB加速器とは？
• 電子(e-)陽電子(e+)衝突型加速器• 非対称エネルギー、２リング型の加速器– 電子リング：HER/8GeV– 陽電子リング：LER/3.5GeV• 非常に高いルミノシティでB
中間子を大量生成3電子陽電子衝突型リングのエネルギー
LEP

DAΦNE
SPEAR,BEPC

KEKB, PEP-II、CESR
TRISTAN4KEKB：非対称エネルギーダブルリング
コライダー• 飛跡からB・反Bの崩壊時間の差がわかる。
• e-/e+それぞれに独立のリングが必要。
• 加速器の設計運転は単リングの２倍以
上複雑

5KEKB トンネルの中（周長 3 km ）左が陽電子リング
右が電子リング

6Mt. Tsukuba

Nikko

Belle

KEKB Rings

KEK Site
Linac7要求される性能：高いルミノシティ
KEKB デザインルミノシティ 1034/cm2/sec
KEKBのデザイン段階では、世界の加速器研究者の間では夢の数字と考えられていた衝突型加速器の性能はルミノシティと呼ばれるパラメタであらわされる反応の断面積Y=L σ
１秒当たりの反応の数
ルミノシティ
（輝度）

単位は[長さ-2 時間-1]

反応断面積は物理法則で決まっている。高い反応
レートは高いルミノシティによって得られる。

8

高いルミノシティーを得るには？
バンチに含まれる バンチに含まれる電子の数
陽電子の数
バンチの衝突頻度

Ne+Ne− fL=R* * L
4πσxσy
幾何学的な要因よる
補正係数
衝突点での衝突点での垂直方向の水平方向のビームサイズ ビームサイズ• 大電流ビーム蓄積• 衝突点で小さいビームサイズ• 安定かつ高い精度で衝突を維持

9世界の加速器のルミノシティ変遷

KEKBとPEP-II(SLAC)は同じ目的の加速器

10PEP-II との熾烈な競争

2001年4月にKEKBが逆転、以来差を引き離す。
11KEKBとPEP IIの到達点（2004.5.20現在）
KEKB

PEP II

RecordDesignRecordDesign13.04×1033

1 ×1034

9.01×1033

3×1033Integrated luminosity
per day [/pb]

935-

698

-Total Integrated
luminosity [/fb]258

Ibeam LER [A]

1.65

2.6

2.43

2.14

Ibeam HER [A]

1.19

1.1

1.38

0.75

Number of bunches

1284〜 50001561

1635

βy* [mm] LER/HER

5.2/7

10/10

11/11

15/30

0.074/0.053

0.052/0.052

0.067/0.046

0.03/0.03

νx/νy LER

45.511 / 43.553

45.52 / 45.08

38.52 / 36.56

32.28 / 35.18

νx/νy HER

44.513 / 41.582

47.52 / 43.08

24.52 / 23.62

25.28 / 12
24.18

Peak luminosity[/cm2/sec]

ξy LER/HER

206

Part ２．KEKBの構成と性能向上の歩み• リング加速器のしくみ• KEKBの設計、ハードウェアの特長• KEKBの性能向上の歩み
• 入射器

13

加速器のしくみ14荷電粒子の加速のしくみ
高周波加速空洞
陽電子ビーム

大電力高周波電場

電場が加速方向の時にビームを通過させる。

500MHz1000 kW15

リング内の粒子分布（バンチ）• バンチ– ビームはリング内に一様に分布しないで、バンチと呼ばれる塊の集合になる。
– これは、高周波でビームを加速しているため、この高周波フィールドの適当な位相でのみ適切な加速が行えるためである。
– リングに存在できるバンチの数（の最大値）は、リングの周長と高周波の周波数で決まる（KEKBの場合5120）

16

ベータトロン振動とチューン•

ビームは磁場から受ける力によって横方向（x方向またはy方向）に振動を伴う運動をする。→ ベータトロン振動。

••

力の性質は「復元力」。（例：ばねによる振動）
蓄積リングの場合、ビームがリング一周する時に何回振動するかを表すパラメータをベータトロン・チューンと呼ぶ。 （単にチューンと呼ぶこともある。）
チューンは磁石の設定、配置によって決めることができる。
チューンはビーム光学系における重要なパラメータである。

••

設計軌道

ビーム

17

バンチ内の粒子の分布• 横方向（水平、垂直方向のビームサイズ）– リングの場所によって、ビームサイズが異なる– このビームサイズは、ビーム光学でレンズの役割を果たす四極電磁石（Quadruple Magnet, Q Magnet）のリング内の配置に依存する -> β関数• 進行方向（バンチ長）– 高周波加速の加速電圧、偏向電磁石の強さなどで決まる

18

ビームサイズ⎛ ∆p ⎞ 2σ x = β xεx + ⎜ηx ⎟p⎠⎝⎛ ∆p ⎞ 2σ y = β yεy + ⎜ηy ⎟p⎠⎝– Beta function and emittance

β x,yεx,yBeta function (Optical parameter): リングの場所に依存
Emittance: リングの場所に依存しない不変量– Energy Dispersion and energy spread

ηx,y Energy dispersion (Optical parameter): リングの場所に依存∆pp

Energy spread : バンチ内の粒子のエネルギーの分布の広がり
リングの場所に依存しない不変量

19超伝導空洞:高加速電圧を効率よく発生

有限交差角: 2ビームを容易に分離

超伝導空洞で世界最高電流>1.2Aの蓄積

リングコライダーとして世界最小ビーム
サイズ(2.2 µm×110 µm)を達成

ユニークな超伝導最終収束磁石、常伝導特種電磁石群

ソレノイド磁場により電子雲の発生を抑制

J-LINAC:
限られたスペースで必要な入射エネルギーを達成
陽電子2バンチ入射の実現
2.5πセルラティス:
最小の非線形性と最大の柔軟性
半整数共鳴線に0.005まで接近

ARES空洞:巨大な蓄積エネルギーで大電流を安定に加速20
バンチ毎フィードバックで他の不安定性も抑制

KEKB
超伝導加速空洞超伝導加速空洞としては・蓄積ビーム電流が世界最大・ビームへの供給パワーも世界最大

21

KEKB-ARES
常伝導加速空洞

加速空洞

陽電子
リ
ング

貯蔵空洞

電子リング

ビーム不安定に強く、大電流に適した、独創的な設計。

１ｍ

22

KEKB電磁石群（ビーム軌道を制御）
ング
子リ
陽電総数約３３００台。
0.1mmの精度で設置。

電子
リ
ング

ＮＳ

２極電磁石
ビームを曲げる、軌道補正

Ｎ Ｓ
４極電磁石
Ｓ Ｎ ビームを収束させる
６極電磁石
ビームの色収差補正
23

衝突点

世界最小の
ビームサイズ
0.003mm

電子・陽電子の集団がリング内に各１０００個各集団には６００億個の電子・陽電子

一周３ｋｍのリングを光速で約１０億回回り続ける。
電子・陽電子の飛行距離＝約３０億ｋｍ

KEKB

しかも３ｋｍ毎に高さ0.003mmの標的に命中させながら！
24

KEKB 衝突バンチの様子
平面交差角
1.3度
リングコライダーで世界最小のビームサイズ

電子5×1010個

陽電子7×1010個
高さ2.3 µm
長さ7 mm
各バンチは1秒間に10万回衝突各リングに1284バンチずつ蓄積
25

Low-β Optics(βyの小さい光学系）• 衝突点付近の特殊な四極電磁石により極限まで衝突点のβ関数を絞り込む• β関数– ビームサイズ∝β1/2– リングの平均的な値• 5~30m– 衝突点（KEKBデザイン値）• 水平方向（βx*）：33cm• 垂直方向（βy*）：10mm26

KEKBの歴史•••••••••••••

1989年: デザイン作業に着手
1994年: 予算通過、建設開始
1995年6月: KEKB デザインレポート完成
1997年9月: 入射器リニアックKEKB用アップグレード完成、運転開始
1998年12月: HERビーム運転開始
1999年1月: LERビーム運転開始
1999年5月: Belle検出器装着
1999年6月: Belleで最初の素粒子反応観測
2001年4月: 当時の世界最高ルミノシティ(3.4×1033cm-2s-1 ）に到達（PEP-IIを越える）
2002年10月: 積分ルミノシティ、100 /fbに到達（世界初）2003年5月9日: デザインルミノシティ1034cm-2s-1を達成（世界初）2004年２月: 積分ルミノシティ、200 /fb に到達（世界初）2004年5月現在: ルミノシティは1.3 ×1034cm-2s-1 で世界記録を更新中
27

ルミノシティ向上の歩み
連続入射開始28

ルミノシティ向上を阻んだ諸問題• 大電流ビームとの戦い– 加速器コンポーネントの発熱や放電による破損– ビーム不安定性• 電子雲に起因する陽電子ビームサイズ増大– ソレノイド巻きによる対策• ビーム・ビーム効果相互作用によるビームサイズの増大

29大電流ビームの（悪）影響• 不安定になったビームが機器を直撃– 真空機器を破壊– Belle検出器への多大な放射線• ビームが誘起する強力な電磁場による放電や発熱で機器が破壊• 機器のインピーダンスが起こすビーム不安
定30

大電流ビーム直撃によるダメージ
一例：可動マスク
Belle検出器
可動マスク「ビームが暴れたら僕が止めるよ。
大事なBelle検出器様を守るために。」

通さん！

そして傷だらけになってしまった。
(1) マスクの改良につぐ改良。
(2) 不安定なビームはすばやく捨てる（アボート）。
により、現在はほぼ解決。
31

大電流ビームによる各種真空機器の破壊

32

光電子雲による陽電子ビームサイズ増大

光陽電子ビーム電子雲

陽電子ビームが太り、ルミノシティが上がらない。

33

光干渉計によるビームサイズ測定各リング
一カ所で測定34

電子雲対策（ソレノイド磁場）
陽電子リング全周に、せっせとソレノイドコイルを巻いた。
（夏休み、正月休み）

35

ソレノイドコイル巻きの歴史
Total length of solenoid
preliminary (very rough estimation)
3200
circumference
2800
2400

total drift length
4th

Total length(m)

2000

5th

1600
2nd

3rd

1200
1stBz > 20 G

800
400
0
Sep. 00

Jan. 01

Apr. 01

Sep. 01

Jan. 02

Date

この頃効果が確認される

36

ソレノイドの効果
ルミノシティへの効果

ビームサイズへの効果

Effect of solenoid(after second installation)

5

2001 July : off

15

1 train, 1153 bunches,
4 rf bucket spacing
All on(7/Apr./01)

21-2mA )

-1

sec
-2

NEG-bellows section off(9/May/01)

cm

2001 Dec. : on1052002 Feb. : on

00200

400

600

800

1000

LER beam current (mA)

1200

1400

1600

All on(9/May/01)

303(102001 July : onSpecific luminosity / bunch

Vertical beam size@IP (micron)

4All off(9/May/01)

00

0.1

0.2

0.3

Ib(LER) I b(HER) (mA 2 )

0.4

370.5

ビームビーム効果によるビームサイズ増大の抑制• より良いビームパラメタ（betatron tune等）の選択。
Simulationで探し実際のマシンで実験する。
• マシン・エラーの（加速器のデザインからの誤差）軽減は必須。
• チューニングを行うためのソフトウエア(“tool”)の開発と整備。

38

ベータトロンチューンとルミノシティ

10/29/2002
5/9/2003
12/18/2003

25%アップ39

マシンチューニング “tool” の例
チューン フィードバック
測定値
セット値

安定な運転に非常に効果的

Diff. is kept
<0.0005

Ref. line
40

Optics測定と補正
beta function

dispersion

Knobs:■ Local bumps at sextupoles■ Fudge factors for quads/skews
Works very well !

XY-coupling41

入射器の構成
Schematic Linac Layout
A1 GUN
Sectors A & B
J-Arc 1.7 GeVSectors 2 - 5CT Gun

ECSPF 2.5 GeVSectors C & 1e+ Target
e- 3.7 GeVKEKB e- /AR
8.0 / 2.5 GeVKEKB e+3.5 GeV

42線形加速器下流のswitch yard43

連続入射による積分ルミノシティ増加
z 入射中もデータを取り続ける。
z 10Hz入射
z 3.5msecのvetoz 加速器の状態を一定に保つことが可能になり運転が安定になる。

44

運転開始後５年間の継続的な努力–

予想外の困難=「陽電子リングにおける光電子雲不安定性」の克服•
ソレノイド磁場の半手巻きによる追加、全長2300m•
ビームパラメータの変更による対応–

大電流(LER 1.5 A, HER 1.1 A)の蓄積に伴う発熱・放電・破壊との闘い•
真空チェンバーの発熱、溶解(放射光、ビームエネルギー直撃等)•
可動コリメーターの破壊(ビームエネルギー直撃、放電、高次モード電磁場等)•
ベローズ内部の破壊(放射光、放電、高次モード電磁場等)•
衝突点ベリリウムチェンバーの破損–

1日24時間週7日日曜も休日もない連続運転、年間8ー9ヶ月•
停止期間は機器の保守、修理と改造
45

Best Shift (8 hours)
318.9/pb
No beam abort

46

Daily/weekly/monthly積分ルミノシティ

47

Part 3. KEKB加速器の将来
Super B Factory計画の提案

高エネルギー加速器研究機構 素粒子原子核研究所／加速器研究施設

48

KEKB加速器の将来計画における目標• Bファクトリー実験で用いられているKEKB加速器の最高ルミノシティー（2004年5月現在）は、
Lpeak = 1.3x1034 cm-2 s-1• KEKB加速器の将来計画では、さらに高いルミノシティーを目指し2.5x1035 cm-2 s-1を目標とする（約２０倍）。 SuperKEKB計画• アップグレードの時期は2009年頃を予定。
49

SuperKEKBの概念図
測定器のアップグレード

8 GeV 陽電子ビーム
4.1 A

新しい衝突点デザイン

Crab空洞新型ビームパイプとベローズ

RF源の増強空洞の増強

3.5 GeV 電子ビーム
9.6 A

Cバンド加速ユニット
陽電子ダンピングリング

陽電子源

50

陽電子・電子衝突型円形加速器の性能(e+e- circular collider)
過去３０年間に達成されたルミノシティーの歴史

Super B Factory計画の目指すところ

W+-ボゾン
Z0ボゾン

τレプトン
チャームクオーク

B中間子

51

超高ルミノシティーへの主要戦略• SuperKEKB加速器ではKEKBの約２０倍のルミノシティーを達成するために、– ビーム電流を約４倍に増強する。
• 1.6 A (LER) / 1.2 A (HER) → 9.6 A (LER) / 4.1 A (HER)– βy＊関数を約１／２にする。
• βy* = 6 mm → βy* = 3 mm （ビームを絞る）• バンチ長も 6 mm → 3 mm に縮める。

– ビーム・ビーム パラメータを約３倍にする。
•ξy = 0.05 → ξy = 0.14

約２４倍のゲイン52

ビーム電流の増強• （１）RFシステムの増強と改良– ビームパワーを補償するためにRFシステムの数を約２倍に増強。
– クライストロン１台：空洞２台からクライストロン１台：空洞１台へ移行（RFパワーの増強）。
– LER-ARES空洞改造により結合バンチ不安定性を軽減。
– 進行方向のバンチフィードバックシステムを装備。
– 高次モード電磁波（HOM）を受け止めるHOM damperの改良。
– 空洞でのHOMパワーロスを軽減するためにロス・ファクター（κ）を小さくする。（ex. 空洞とビームチェンバーの結合部を滑らかにする等）

I2
PHOM = κ ⋅ T0nB

ビーム電流

バンチ数
ビームがリング１周に要する時間

53

RFユニットの増強

Oho

D4
D5Fuji
D7
D8
Nikko D10
D11Total

KEKB
LER
HER
335544
24

Super-KEKBLERHER
14821010665654

LER-ARES空洞の改造•Coupling impedance for the p/2 mode
104

Energy ratioexsisting

modified

1:9

1:15

Detuning (kHz)6545

Growth time (ms)

0.3

1.6C-damper (kW)4126-1•The ARES in LER will be remodeled
to increase the stored energy further.
By enlarging the coupling holebetween the A-C cavities, Us/Ua will
be increased from 9 to 15.
Storage cavity is reused.

Growth Rate [ s ]•µ = −1103102µ = −2101
100µ = −391215Us/Ua

18

Growth rate as a function of Us/Ua
55

ビーム電流の増強（つづき）• （２）真空機器の改造– アンテ・チェンバーの導入。
• 強力な放射光を受け止める。
• 陽電子ビームに悪影響を及ぼす光電子雲を遮蔽する。

– HOMパワーロスの軽減。真空チェンバーを結合するためのベローズの改良。
• フィンガータイプから櫛型へ。
• 強力なRFシールド。
• ダメージに強い。

– 可動マスクシステムの改良。
• HOMの発生を軽減するタイプ。
• ビームによるダメージに強い。

– 特殊なHOM吸収体（HOM absorber）を装備。
56

新型ベローズ

アンテ・チェンバー

HOM吸収体SiC
Bellows Chamber
Mask Chamber

可動マスク

Bellows Chamber
Beam
Mask Head

SlotWing
Beam Chamber

57

衝突点でより強くビームを絞る• 衝突点でのβ関数、βx* / βy*を20 cm / 3 mm に絞る
30 mrad finite-crossing (有限交差角) > 22 mrad (KEKB加速器）• 最終収束系の改良。
– 最終収束磁石を衝突点に出来る限り近づける。
– 衝突点まわりの特殊四極磁石も衝突点に出来る限り近づける。
x (m)
QC2RE

QC2LP

QC1RE
QCSL QCSR

Belle solenoid axis
8 mrad22 mrad

e- →

QC2LE

QC1LE

IP

QC2RP

← e+s (m)58

Head-on衝突 ｖｓ 有限角度衝突
Weak-Strong Simulation

Strong-Strong Simulation

赤：Head-on
青：有限角度
half crossing angle
half crossing angle•

Head-on衝突 では高いビーム・ビーム パラメータが期待できる。
–

但し、Weak-StrongとStrong-Strong モデルでは結果が約２倍違うが信頼性の高いStrong-Strongの方をデザインパラメータとしている。

• 有限角度のビーム軌道 ＋ Head-onビーム衝突＝ Crab-Crossing （ルミノシティ２倍以上にUP)
59

Crab空洞を用いたCrab-Crossing
電子ビーム

陽電子ビームCrab空洞なしの場合

x

有限交差角＝30 mrad
衝突点s

大電流用Crab 空洞（開発中）

Crab空洞ありの場合（実現すれば世界初）
60

リングへビームを供給する入射器の改良• ビームエネルギー交換：光電子雲効果の軽減と入射の高効率化

8 GeV電子 / 3.5 GeV陽電子→8 GeV陽電子 / 3.5GeV電子
1.

2.
~80 m

Two-bunch
operationkicker

1. 陽電子ダンピング・リング (1 GeV)
2. Cバンドを用いた陽電子エネルギー８GeV化 (e- LER / e+ HER)
Cバンド：40 MeV/m ⇔ Sバンド：20 MeV/m61

その他の主要アイテム
••
•

•

•••
•
•

ビーム光学系の基本コンセプトはKEKB加速器を踏襲。
ソレノイド磁石– 陽電子ビームに対する光電子雲の有効的な遮蔽
大電流に耐え得る高性能ビーム・モニター– ビーム位置モニター– 光干渉計によるエミッタンス測定
強力なバンチ・フィードバックシステム– 横方向バンチ・フィードバックシステム– 進行方向バンチ・フィードバックシステム
高速なビーム・アボートシステム
強力な冷却システム
大電力の安定供給
信頼性の高い制御システム…
62主要マシンパラメータParameter

LER

HERUnit9.44.1A

Beam currrent
Number of bunches

Inb

Horizontal beta at IP

βx20cm

Vertical beta at IP

βy3mm

Bunch lengthσz3mm

Emittance

εx24nmCoupling

κ1%

Crossing angle

θx

30 with crab-crossing

mrad

Momentum compaction

αp2.7x10RF voltage

Vc

1520

Synchrotron tuneνs0.0310.019

Vertical beam-beam

ξy0.14 (0.28)

LuminosityL

2.5 (5)5018-41.8x10-4MVx10

35cm-2s-1

Beam-beam parameter is obtained from simulations: strong-strong (weak-strong)63

結論• KEKBの現状– ルミノシティがデザイン値の1×1034 /cm2/sを超え、1.3×1034/cm2/sに達した。
• 設計段階では世界の加速器研究者の間では夢の数字であった。

– ピーク値、積分値ともルミノシティがライバルのPEP-II (SLAC) より５割近く高く、世界最高記録を更新し続けている。
• PEP-II が比較的conventionalな設計方針をとったのに対してKEKBはいくつもの新しい技術を導入してより高いルミノシティを目指した。

– 様々な困難に遭遇し、克服してきた。

• 将来計画– KEKBの経験をもとに、次のステップであるSuperKEKB計画の準備を行っている。
– KEKBデザイン値と比べてビーム電流で４倍、衝突点でのβyを1/2、ビーム・ビームパラメタを3倍にすることにより2.5 ×1035/cm2/sを目指している。
64

これ以降は予備スライド65

ルミノシティーを決める要因• ルミノシティーを表現する基本的な式
ビーム・ビーム パラメータ
Lorentzfactor

ビーム電流

衝突点でビームが互いに及ぼし合う力の大きさ

σ *y ⎞⎛ Ie ±ξ ye ± ⎞⎛ RL ⎞⎟L=⎜1+ * ⎟⎜⎜ * ⎟⎟⎜⎜
2ere ⎝ σ x ⎠⎝ β y ⎠⎝ Rξ ⎟⎠γe± ⎛y古典電子半径衝突点でのx方向とy方向のビームサイズの比 1 ~ 2 % (flat beam)

幾何学的な要因による補正係数
0.8 ~ 1 (short bunch)

衝突点でのy方向のβ関数
衝突点でのビームの絞り量「焦点深度」

ルミノシティーはビーム電流とビーム・ビーム パラメータの積に比例しβy＊関数に反比例する。

66

KEKBとPEPIIとの比較（デザイン）KEKB

PEP II

FeatureAggressive

Conservative

Luminosity

1×1034/cm2/sec

3×1033/cm2/sec

RFARES + SCC

Conventional

Crossing angle±11 mrad0 mrad (Convention)

LatticeSpecial (2.5π cell)

Conventional

BPM

Conventional

Single pass

Injector

Upgraded Linac

SLC LinacCu

Al ante chamber
TiN coating

LER
Vac. chamber

67

KEKBとPEPIIとの比較（デザインパラメータ）
KEKB
LER
Peak luminosity[/cm2/sec]

PEP II
HER

LER

1×1034HER3×1033

Beam Energy [GeV]

3.5

8.0

3.1

9.0

Ibeam [A]

2.6

1.1

2.140.75〜 5000

Number of bunches
βy* [mm]10σl [mm]4Beam-Beam parameterξx/ ξy151030
10

1〜2×10-4

Momentum compaction

RF Voltage [MV]1658

17.90.039/0.052

1.5×10-32.4×10-3

9.5

18.5
0.03/0.03
68

KEKBとPEPIIとの比較（IR）
KEKBLER
Crossing Angle[mrad]HER

PEP IILER

HER±110Final focus
quadrupole

Superconducting

Permanentβx*/ βy* [cm]33/1

Naturalchromaticity
ξx/ ξy-72.4/111.5

Other features

・Localchromaticity
correction (LER)
・Crab cavity (inplanning)-84.2/105.7

37.5/1.5

75/3-51.8/55.1-35.7/46.7

69

入射時間

70

２バンチ入射Gun

SHB1

SHB2

114 MHz
11571 MHz 2856 MHz55275

96.29 ns
10.4 MHz
1PB

First

Buncher

SecondKEKB Ring

SLED96.29 ns
Linac / e+ Target
508.9 MHz
2856 MHz
Every 49 bucket
275

71

２バンチ運転による入射時間の短縮

First

Second96.29 ns

SLED72

ルミノシティ最大化のためのマシンデザイン／技術

世界最高の革新的な加速器設計– 有限交差角に基づく衝突点配置、特殊超伝導・常伝導電磁石– 最大の柔軟性、最小の非線形性を持つ新型ビーム光学系とそれを可能にした高精度電磁石群– 大電流を安定に加速するARES常伝導空洞– 世界最高蓄積電流を誇る超伝導空洞– 大電流に耐える超高真空システム– 高精度ビーム診断・安定化装置群– 世界標準EPICSを世界最大規模で実現した制御系– 陽電子2バンチ入射をも可能にした強力な入射器とビーム輸送系
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Accelerator Resonantly coupled with Energy Storage
ARESQuickTimeý Ç²TIFFÅià èkÇ»ÇµÅj êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ
Ç™Ç±ÇÃÉsÉNÉ`ÉÉÇ¾å©ÇÈÇžÇ½Ç…ÇÕïKóvÇ-Ç ÅB

3-cavity system stabilized with the π/2-mode operation

Two SiC bullets per Waveguide

HWG
Input Coupler
PortPumping Port

AC: Accelerating Cavity (HOM-damped)
CF

SC: Storage Cavity (TE013)
CC: Coupling Cavity damped withan antenna-type coupler (C damper)
GBP
C damperSC

Tuner Port

CC

AC
Tuner Port

Two SiC bullets per Waveguide

HWG
GBP

Mode Shifting
GrooveEight SiC tiles per Groove

CFSS

HCC

KAGEYAMA, T.
Super-KEKB WS
Nov. 28, 2003

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Superconducting Damped Cavity for KEKB
T. Furuya

DOOR KNOB TRANSFORMERINPUT COUPLERGATE VALVEL HeGATE VALVEFREQUENCY
TUNER

HOM DAMPER( SBP)HOM DAMPER
(LBP)

Nb
CAVITYION PUMP

N 2 SHIELD
00.51m75

光干渉計によるビームサイズ測定

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Optics補正（beta function補正）∆βx/ βx rms 0.296 -> 0.073

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高いビーム・ビーム パラメータの追求
•

•••

•

ビーム・ビーム パラメータにはリミットがある。
– 大きくなるにつれて衝突確率は上がるがバンチ不安定性も増す。
ある値を超すとバンチがばらける（ビーム・ビーム リミット）。
ビーム・ビーム パラメータの見積もりには数値シュミレーションに頼らざるを得ない。
衝突するビームに含まれる粒子数は1011個を超えるので、そのままではシュミレーションはできない。
モデルを仮定する。
Weak-Strongモデル– 一方のビームをガウス分布に固定して、もう片方のビームはマクロ粒子（〜10万個）で記述する。
Strong-Strongモデル– 両方のビームをマクロ粒子（〜10万個）で記述する。
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