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六極磁石（ヘキサポール磁石とも呼ばれる）は、軸の周りにN極とS極が交互に並ぶ6つの磁極で構成されています。[1]これらは、粒子加速器[1]で色収差を制御し、ヘッドテール横方向のプラズマ不安定性を減衰させるために使用されます。透過型電子顕微鏡では、球面収差を補正するために2組の六極磁石が使用されます。
電磁石を使用した六極子の設計では、通常、極性が交互に変わる 6 つの鋼鉄製極の先端を使用します。鋼鉄は、極の周りに巻かれたコイル状の電線を流れる大電流によって磁化されます。コイルは、冷却剤 (通常は脱イオン水) を通した中空の銅製マグネット ワイヤで形成されます。このような導体の電流密度は、10 アンペア/mm 2 を超えることがあります(標準的な銅導体の 4 倍)。
粒子加速器では
高エネルギー粒子加速器で到達するエネルギーでは、磁気偏向は静電偏向よりも強力であり、ローレンツ力の磁気項の使用は次のようになります。
荷電粒子ビーム を曲げ、誘導し、集束させるために必要な「格子」を構成するさまざまな磁石によって実現されます。
ビームを集束させて結合するために使用される四極磁石には、集束強度 (焦点距離で表す) が集束される粒子のエネルギーに依存するという残念な特性があります。高エネルギー粒子は低エネルギー粒子よりも焦点距離が長くなります。すべての実際のビームには無視できないエネルギーの広がりがあるため、四極磁石のみに依存する集束方式では、ビームのサイズが距離とともに「拡大」することになります。
線形加速器では、これは粒子の過小または過剰集束によるものですが、蓄積リングでは、リングの色度（オフエネルギー粒子が軌道ごとにベータトロン位相の進み値が異なる傾向）に関連しています。通常、これらの影響は、六極子場を追加することで制御されます。
六極子場の焦点距離は、粒子が通過する磁石の中心からの距離に反比例します。これは四極子の作用に似ており、ビームに対するその効果は、磁石の中心からの距離に応じて強さが変化する曲げとして説明できます。
ビーム内の粒子がエネルギーオフセットによって配置されるポイント（つまり、非ゼロ分散領域）に六極子を配置すると、すべての合理的なエネルギーオフセットの粒子が同じポイントに焦点を合わせるように六極子の強度を設定できます。これにより、ビームを分散させる四極子格子の傾向が打ち消されます。
問題
六極子場は非線形（つまり、横方向の変位の大きさの積に依存する）であり、水平方向と垂直方向の両方のオフセットに依存する項を持ちます（つまり、結合しています）。
これにより、一般的な場合には解くことができない運動方程式が得られるため、ビームへの影響を計算する際には近似値を使用する必要があります。
さらに、ビームの横方向オフセットに対する六極子キックの直交依存性により、高振幅粒子がビーム軸から遠くまでキックされ、ビームパイプの壁で失われる可能性があります。このメカニズムにより、加速器ラティスに六極子場を追加すると、加速器の 動的開口または受け入れが制限されます。
参照
参考文献
- ^ ab 「六極磁石」。欧州X線レーザープロジェクト（XFEL）。nd 。 2008年9月17日閲覧。