!%#"$   )&'*042,/.( +1/.3

WEP002   要旨
• SuperKEKBリングには、安定で高電荷の低エミッタンスビームが不可欠である。
• MRへの輸送ビームは、ビームの位相空間ジッタを含めたエミッタンス（有効エミッタンス）がMRアクセプタンスに収まる程度に安定でなければならない。
• ビーム位相空間ジッタが有効エミッタンスに及ぼす影響と、ビーム位相空間ジッタの原因調査を行った。

• ビーム位相空間ジッタと有効エミッタンスはディスパージョン漏れが一因であった。
• ディスパージョンの漏れに依らず、陽電子生成ターゲット前後のビームジッタによるエミッタンス増大比に変化は見られない。
• ビームジッタ源としてターゲット孔によるwake fieldの影響が疑わしいが、シミュレーションでは無視できるほど小さい。
• 今秋、異なるサイズのターゲット孔のあるダミーターゲットによって、wakeの影響を実測する予定である。

SuperKEKB$injector$linac

Dispersion$suppression$effectThermionic$gun,$1nC
Before$correction

KEK linacは、熱電子銃とRF電子銃を運転に用いている。
• RF電子銃:SuperKEKB電子リング用の低エミッタンスビーム• 熱電子銃:SuperKEKB陽電子生成のための電子ビーム
PF、PF-AR用の電子ビーム

After$correction

Dispersion&correction

Jitter$emit. Before Afterεxj
1.8&μm 1.3&μm
εyj
1.8&μm 0.9&μm



RF$gun,$1nC
Dispersion&correction

Jitter$emit. Before Afterεxj
28&μm 1.8&μm
εyj
7&μm 0.9&μm• 電子ビームは直径2mmの陽電子生成ターゲット孔を通過する。
• ターゲットの周辺にはFlux concentrator, ブリッジコイル、DCソレノイド、パルス磁石、シケインが存在する。

Requirement$to$LINAC$for$SuperKEKB• 低エミッタンスかつ高電荷で安定なビームがSuperKEKBに不可欠。
• MRへの輸送ビームは、ビームの位相空間ジッタを含めたエミッタンス（有効エミッタンス）がMRアクセプタンスに収まる程度に安定でなければならない。

ON

H/V$nor.$emittance Charge Energy$spread
(μm)
(nC)
(σ)

150/150

10.1%

40/20

40.07%

Beam$jitter$source$investigation$around$positron$generation$target

Flux concentrator、DCソレノイド、ブリッジコイル、電子/陽電子ビームの軌道ジッタの比較
パルス磁石、シケイン（ターゲット周辺機器）の影響 • 陽電子ビームは電子ビームがターゲットに衝突した• 各装置の電源OFFもしくはタイミングを外すことで、際に生成されるため、ターゲット孔を通らない。
ターゲット直後の軌道ジッタの大きさが変化するかを • 陽電子の軌道ジッタは電子と比べて小さい。
調査。
• ターゲット孔のwakeが疑われる。

After&target

SuperKEKB入射電子ビームへの要求
Phase&2&Phase&3(goal)• 軌道ジッタと有効エミッタンスはJ-ARC後のディスパージョン抑制により減少する。
• 一方、ディスパージョン補正後も陽電子生成ターゲット前後のビームジッタによるエミッタンス増大比に変化は見られない。

Effective$emittance$and$jitter$emittance

After&target

OFFAfter&target

After&target

PositronElectron

ターゲット孔によるwakeの影響• 2つのBPMのビーム位置とBPM間の転送行列が分かれば、ビーム角度を ターゲット前後の軌道ジッタ増大因子と相関係数• ターゲットholeが直径2mmと小さいことから、求めることができる。位置と角度を用いて、有効エミッタンスは以下の • Wakeによってジッターが増大しているのであれば、ターように表現される。
ゲットホールを通過する位置によってジッターが変化する。 高次wakeの影響を調査。
p• Longitudinal wakeはビームがターゲットhole• ターゲット前後の軌道ジッターを比較し、増幅率、相関係✏ef f = < (x + x)2 >< (x0 + x0 )2 > < (x + x)(x0 + x0 ) >2 .
を通過する位置によらない。
数を算出。
• Transverse wakeはおよそ0.5mmから非線形• ビームジッタと粒子の運動が独立であれば、• ターゲットホールを通過する位置の依存性は見えない。
qに増加しているが、増幅率は1.1@1nC程度。
wakeだとすると孔を中心としたV字型の依存性が見えるは✏ef f = ✏20 + ✏2j + ✏0 ( 0 < x2 > +2↵0 < x x0 > + 0 < x2 >)測定された増幅率（〜20）は説明できない。
rず。
02↵↵+000< x >= ✏20 + ✏2j + 2✏0 ✏j ()• β増大や非ガウシアンビーム、加速管のwake
2qの影響が考えられる。
= ✏20 + ✏2j + 2✏0 ✏j Bmag
< x>Longitudinal&wake&potential✏0 =✏j =pp< x2 >< x2 >< xx0 >2 ,x2 ><<<x2 >

Nominal&emittance
Jitter&emittancex x0 >.

• Bm ag は、どの程度デザインと測定のTwissパラメータとがミスマッチしているかを表す量であり、必ず1以上の値となる。1に等しい場合、デザインにマッチしている。
• Bm ag =1 ならば、有効エミッタンスは「通常のエミッタンス」と「ビームジッタによるエミッタンス増大」の単純な足し算になる。 ε0 + εj.
Bmag =<latexit sha1_base64="zusRRg6N46MR7XSa/lDQCJ//O2I=">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</latexit>

1( 022↵0 ↵ +0)=

214+
200+

↵0s

↵0s

0!2 351

Transverse&wake&potentialX&=&Beam&position&from&the&center&of&
target&hole.