米国ジェファーソン研究所の Hall-C に建設した磁気分析装置"HKS"と併用する電子用スペクトロメータ"HES"
High-resolution Electron Spectrometer "HES" at JLAB

HKSのホームページ (Home page of HKS collaboration)


新しい電子スペクトロメータの必要性(Necessity of the new electron spectrometer)

上の図はHKSスペクトロメータを示します。これはすでに完成していて実験データが取れ始めています。その後の電子加速器のエネルギー向上に対応するために、このスペクトロメータと併用してきた電子スペクトロメータ(この図ではEnge Spectrometerと表示)をもっと高エネルギーに対応できるもの(曲率半径と磁場強度との積が大きなもの)で置き換える必要性が出てきました。その他に分解能と立体角も向上させたものを科学研究費補助金学術創生研究(代表 橋本治、2004〜2008年)で建設することにしました。それに伴って図の下部にあるスプリッターも作り直す必要が起こりました。
This figure shows the layout of the HKS spectrometer together with the Enge spectrometer for the electron detection. The spectrometer system was successfully completed in 2006. On the other hand, the electron energy of the accerelator will be upgraded by increasing the number of the re-circulation. In order to continue the experiment with HKS spectrometer, the maximum momentum of the electron spectrometer has to be raised to 1 GeV/c.


電磁石構成 (configuration)

この図は軌道計算段階のものです。電磁石構成はHKSスペクトロメータ同じQQDとしました。HKSと同時計数を行う電子の角度の広がりはHKSでのK+粒子と比べれば大幅に小さいので、このHESの立体角はHKSより小さくなっています。HKSと共存できること、通り抜ける電子の通路を確保できることなどの空間的制約を満たすように配慮されています。
This figure shows the result of the ray-tracing calculations. Like HKS, the spectrometer consists of Quadrupole-Quadrupole-Dipole magnets. It can satisfy the tight spacial requirement that the two spectrometers can coexist and the electron beam can go through them.

上の図の左側の黄色で示されている3つの電磁石部分がHESを示します。下側で5角形に見えるものはスプリッターです。図の下半分が平面図、上半分が側面図になります。側面図では上下方向の動きを水平方向の動きより大きく見えるように異なる縮尺で表示しています。バックグラウンドを減らすためにHESの上下対称面は水平ではなく、傾けて設置されます。側面図では傾いた面を水平に表示しているので、スプリッターの側面図が長方形でなく平行四辺形になった見えています。同じスプリッターのHKS側の側面図は長方形に表示されています。
The magnets to be constructed are painted yellow. The pentagon at the bottom denotes the splitter. At the top, side views of the HES and HKS spectrometers are shown. There, the vertical motions are exaggerated compared with the horizontal ones. The median plane of the HES spectrometer is tilted in order to avoid the huge background electrons at the extreme forward angle. In the side view, the median plane of HES is shown horizontally, causing that of the splitter inclined.


メーカー(トーキン・マシナリー)による図面 (drawing by the manufacturer)

これはメーカー作成の図面です。左が平面図、右が側面図になります。平面図ではスペクトロメータの上下対称面を垂直に見た図になっているのでスプリッターが斜め上方から見たような図になっています。右の側面図でHESが傾けて置かれることがはっきり読み取れます。この図の赤い線は入射した電子がスプリッターで曲げられてから通り抜けて行く方向を示しています。
This drawing was made by the manufacturer. Because the top view was drawn as is seen vertically to the median plane of HES, the splitter is seen obliquely. The tilt angle of the spectrometer can be seen in the side view. The red lines denote the outgoing electron beam.


工場での製作段階(at the factory of the manufacturer)

2007年5月30日、メーカーの工場を見学しました。電磁石のパーツが加工され始めています。
On May 30, 2007, we visited the factory of the manufacturer. They are going to machine the irons and some coils have been winded.

これはスプリッター用の鉄材です。これから機械加工を行います。
These blocks of iron were prepared for the splitter magnet. They will be machined soon.

これはスプリッターようのコイルです。コイルの線材は断面が18 mm 四方の正方形に直径9 mmの穴のあいた形状のホローコンダクター(穴の中を冷却水が通る)です。コイル形状を出すための金型を作って巻きつけました。これから外側の絶縁加工をします。
This coil will be used for the splitter magnet. The cross section of the conducter is 18 mm by 18 mm, and the diameter of the hollow is 9 mm. The cooling water goes through the hollow. Metal molds dedicated to the present coil were prepared. They will put external insulators.

これはQ1電磁石用のコイルです。ホローコンダクターの断面は8 mm四方の正方形に直径5 mmの穴があるものです。
This coil will be used for the Q1 magnet. The cross section of the conducter is 8 mm by 8 mm, and the diameter of the hollow is 5 mm.