第６回リニアコライダー計画推進委員会議事要録（案）

日時：平成１７年４月１８日(月)　１３：３０〜１６：００
場所：４号館1階セミナーホール
出席者：小林、神谷、黒川、高崎、榎本、佐藤、山内、横谷、山本、峠、生出、浦川、尾崎、早野、上野、斉藤、栗木、駒宮、野崎、佐貫、岡田、木村、田内、久保　各委員、戸塚機構長
（欠席者：近藤、小間、山下、竹内　各委員）
オブザーバー　19名

議題

議事に先立って：高崎委員長・議長
  1. LCを取り巻く諸情勢について：戸塚機構長、山内委員
  2. LC加速器の開発体制及び研究開発計画について：横谷委員
  3. 各ワーキンググループの研究開発計画について：各WGレーダー
  4. LC加速器開発についての国際協力協定について：高崎委員長
  5. お知らせ：横谷委員、尾崎委員

配付資料

  1. 第５回リニアコライダー計画推進委員会議事要録（案）
  2. リニアコライダー計画推進委員会名簿及び同規程
  3. FALC会合（平成17年3月4日開催）Short Report　他
  4. LCグループ活動報告・体制・計画
  5. 各WG報告：WG1 | WG2 | WG3 | WG4 | WG5

議事に先立って

高崎議長（LC推進室・室長）

LC活動報告は加速器グループのリーダーである横谷氏がまとめて話し、その後で各WGのリーダーがその内容を補足するように議事を進めたい。また、次回よりすべての資料は電子ファイルとして事前にホームページに掲載するので、紙による資料配布は今後行なわない。したがって、各委員はノートブックPCを持参し、資料を閲覧してほしい。もし、 ＰＣのない方には貸出しの調整をするので申し入れしてほしい。今後、委員会の開催日は定例としないで、GDEなどの国際情勢および国内情勢の動きを見て臨機応変に開催する。

以下の議事録での委員からの質問は議長の指示により、そのほとんどが最後の質問の時間でなされたものであるが、議事録としての都合上、関連する箇所に埋め込んだ。各ワーキンググループへの質問はそれぞれまとめて横谷委員の概略説明の所に置いたが、回答の多くは各WGのリーダーによるものであった。質問は（Q）で、回答は（A）で示した。

1. LCを取り巻く諸情勢について

戸塚機構長報告

 リニアコライダー計画の推進に関する懇談会の第２回目を4月８日に開催した。この懇談会は月に１回程度開催される予定である。LC計画、取り巻く国際情勢、第３期科学技術基本計画の進捗状況と今後の課題などを議論している。内容についてナイーブであるが厳しい質問が出されるので、その回答に協力してほしい。

2005年３月４日にロンドンで開催された第５回FALC会議の議事メモが紹介された。日本からは文科省を代表して山内委員が出席した。アメリカのDOEがFNALサイトでILCをホストしたい旨の"Expression of interest"があった。DOEはホストとして建設費用の約50%の負担を期待していることも表明した。これに対する文科省の対案は山内委員報告を参照すること。FALCは、ILC実現には政府間合意を必要とするため、その合意形成を検討するサブグループ結成の必要性について議論を行なった。

2005年5月10日にILCSCがフランクフルトで開催される。そのアジェンダが示された。会議時間が午前９時より午後３時までなので、その７項目すべて議論されるかどうかはわからない。

山内委員

文科省の意見（日本側の意向）として、『第５回FALCで表明されたDOEのILCホストへの関心(Expression of interest)に対して、ILCでの様々なパラメータ（含：サイトの長さなど）が決まっていない中でこのような表明は時期尚早であり、研究者の研究開発の進展を注視していくべきである』とその場（FALC）で説明した。文科省はどれくらい待つのか（Q）などの時期について明言していない（A）。 韓国代表の Donchul Son氏と会議後話す機会を得た。彼は、ILCに関心を持ちFALCに参加していないアジアの諸国との協議が必要であり、FALCのアジア版を作ったらどうかなどの提案を行なった。これに対して、文科省からの反応（Q）はまだないが、韓国よりの正式な打診があるかもしれない（A）。今回の会議まで議長を勤めたHalliday氏（英国）が引退し、Petronzio氏（教授、イタリア）がこれを３年間引き継ぐことになった。 次回は、11月3-4日にSLACかFNALで開催されることになった（FNALが有力）。

LC加速器の開発体制及び研究開発計画について

横谷委員

研究開発計画の基本方針は前回のLC推進委員会で説明したものと変わっていない。すなわち、(1) 35MV/mの確立、(2)より高い加速勾配(45MV/m)の追求、そして、(3)ATF2を含むATF関連の研究である。(1)と(2)はSTFの試験施設で性能評価を行なう。

４月よりのLC推進室体制（新たに浦川委員が加わる）及びKEK内のLC組織（リーダー横谷委員、副リーダー峠委員）が示され責任体制の明確化が行なわれた。KEK内での総数は約70名で、FTEでは約30名である。国際的には、アジア諸国特に韓国（PAL）、中国（IHEP）との協力体制を確立し、欧米（SLAC, FNAL, JLAB, DESY）とも協力体制を築いている。超伝導空洞の開発研究のために、TESLA Technology CollaborationにSLACとともに参加を表明し承認された。現在はそのMOU（draftに対する修正案の締め切りは５月中旬）を作成している。国際情勢の進展として、Barry Barish氏のGDE directorへの就任、GDEは当面virtual lab.として存在すること、スケジュールの修正があった。GDE関連のスケジュールは、2005年５月にregional GDE結成、2005年８月SNOWMASSでの設計骨子決定、年末までに文書化（BCD: Baseline Configuration Document）、2006年末までに"sample sites（各regionに一つのサイト）に基づいたコスト付きCDRの完成、そして、2008年以降にTDRを完成させることである。 これに伴って、各地域ごとに、regional director, cost expertそして5~10名の人員のGDEへの参加要請があった。SNOWMASSの準備のために、WGCC (Working Group Coordinating Committee)がM.Tignerにより結成された。そのメンバーは、横谷委員、T.Raubenheimer(SLAC), N.Walker (DESY)で、2/21-22, 3/30-31の２回会合を行っている。SNOWMASSまでは毎月、ILC-WGsのconvenersのTV会議を行なう。第１回は４月27日である。

（Q）regional GDEもvirtual lab.なのか。
（A）アジアでは、先ず、各lab間でMOUを締結しようとしている。どのような形態かはまだ不明確である。
（Q）以前、GDEのorganizationで、chief accelerator physicistsを置くようなことが言われていたが、どうなったのか。
（A）そういうものは立ち消えになったようだ。上の説明のように、先ず、regional directorとcost expertを各regionから一人づつださなければならない。

次に計画の進行状況と今後の予定を簡単に報告する。

先ず、 高勾配加速空洞の開発研究は、今年８月のSNOWMASSまでに45MV/mの単セル（２台）及び9セル（４台）の空洞の製作とその縦試験による性能達成が最重要課題である。2005年末に完成するベースライン設計書で高加速勾配のオプションと明記することを目標としている。これらの空洞は、LL（Low Loss）タイプでTESLAタイプに比べて２０％程度パワー損失が少ない、また、空洞内表面での磁場も小さいため高い勾配が期待できる。現在、単セルで３回目の表面処理で最高勾配として40.5MV/mが得られているが、計画値の48.6±2.8MV/mはまだ達成されていない。9セルの１台はHOMカプラーなしで４月末に製作完了し縦測定が行なわれる。残りは5月末までに製作し、９月までに縦測定を行なう。 もし、今秋、少なくとも40MV/mでの運転の見通しがつかない場合はILC第１期のための高加速勾配空洞開発は中止し第２期（重心系エネルギー1TeV）を展望した長期の計画に切り替える。

（Q）単セルと9セル空洞の試験と製作が重なっているようだが、それぞれの役割はどうなっているのか？
（A）単セルの目的はLLタイプと言う形状変更によって高勾配(40MV/m以上）を達成できることを実証するためのものである。9セルは実用機用のものでビームテストを行なうものである。
（Q）現在、同時進行している状況では9セルで実証を含めた試験もできるのではないか。
（A）単セルでの試験結果は上記で説明したようにまだ設計値に到達していない。合計４回の表面処理を行ない試験した結果を考えると、baking過程で何らかの物理的な問題があると思われる。したがって、より一層の表面処理方法の改良が必要と思われる。この目的のためには、１サイクル（表面処理から試験まで）の短い単セルを用いた方がはるかに効率がよい。形状の問題はないので、9セルの表面処理方法へのフィードバックを行なうことができる。

STFは陽子LINAC棟を利用する。今年度は35MV/mと45MV/mのそれそれ４個の9セル空洞を製作し２つのcryo-moduleに入れ冷却テストをする予定である。まもなく完成する建物に冷凍機を移設する。5MWクライストロンとcryostatの入札をそれぞれ５月、６月に行なう。

（Q）STFとFNALで建設予定のSMTFそしてDESYのTTFとの関係は？
（A）STFは100%ILCのための試験設備である。それに対して、SMTFはproton driver, continuous waveのERLなどのためのものでもあり、TTFもXEFL用のものでILCには30%程度の運転が期待されるものである。
（Q）特に、FNAL・SMTFの状況は？
（A）9セル超伝導空洞・cryo-moduleの開発研究は行わずに、DESYそしてKEKよりの支給を計画している。米国には空洞製作のできる研究所として、Cornell大学とJlabがあるが、前者は教育機関で学生主体でproductionに不向きであり、後者は設備上7セルまでしか製作できない。
（Q）45MV/mの場合の目的はわかったが、35MV/mの場合はどうか。特に産業界での取り組みはどうか？
（A）35MV/m空洞の設計はTESLA仕様であり、工業化を念頭に置いて企業に入札を行なう予定である。7月14日開札の予定である。45MV/mを含めて、企業化はILCのRF１ユニットの試験を行うPhase-IIで大々的に行なう。

ATF2は国際協力で建設を開始している。これまで、2004年12月11日と2005年1月5日にそれぞれKEKとSLACでmini-workshopを開催した。3月17-22日のLCWS2005期間中にinformal meetingを開催した。光学系の設計はほぼ収束した。IHEP（中国）で電磁石、SLACでmover, BPMエレクトロニクス、PAL（韓国）で空洞型BPM、英国で高出力レーザーシステムなどの製作の立案・提案が進行中である。IHEPは十分な電磁石製作の経験があり、PALは自身のFEL計画の中で空洞型BPMを使用することを予定している。５月16-23日Knoxville開催のPAC05にプロポーザル（数ページのexecutive summary)を提出する。６月20-23日英国ロンドンで開催のBDIRワークショップまでにDesign report (proposal)を完成させる予定である。2006年夏に床工事を行ない、秋から冬に電磁石などの設置を行ない、2007年2月から実験開始の予定である。また、ATF2を含むATF全体の国際協力を推進するMOUを検討中である。

（Q）2006年夏のATF2の床工事は明らかにKEKBのCrab cavityの作業と矛盾しているように見えるが？
（A：複数者回答）Crab cavityのKEKBリングへの設置は2006年1-2月と伺っており、設置後すぐにその性能がわかるとも聞いている。性能上OKのとき、Crab cavity関係の設備はSTFへ移動可能となるので、夏には矛盾しない。もし、性能上問題のある場合は現場所で作業続行となる。この場合でも、ベースビームラインを中心とする幅7.2m、長さ約56mの床工事の領域はCrab cavity設備とは矛盾しないことを担当者間で確認している。実際の床工事では、周りを十分にほこりよけを施すことなどにより周辺への影響をできるだけ少なくするように手配する。ATFの床工事の経験では大きな振動問題はないと思われる。

ダンピングリングでのビームダイナミクスの研究（dogbone, fast ion, 3km-DR, electron cloudなど）をKEKBチームと協力して行なっている（WG3:栗木委員）。 陽電子源のための標的実験の装置をKEKBで４月末または５月初頭に設置し、5月・6月に実験をおこなう予定である。 立ち上がりの早い（dogboneでは10nsecから3km-DRでは1nsec必要）fast kickerの試験をATF-DRで行なっている。SNOWMASSまでに結果を出し、ILC-DRの提案を行なう。

昨年９月以来、６回のサイト検討委員会（菅原龍平委員長）を開催した。２つの候補地の詳細報告がなされた。今年、年末までに、全長50kmの４つの候補地の検討結果を報告書として完成し、sample site選定のための資料とする。今後、サイト検討委員会をLC推進室の下に置き、LC推進室がサイト選考を行なう。

（Q）全長50kmという条件は国際的な合意に基づくものなのか？ GDE directorは60kmのサイトを要請している聞いている。
（A：複数者回答）そのような合意はないし、サイト検討委員会によると日本には50km以上のサイトはない。 60kmのサイトはTESLA設計の平均24MV/mの勾配による（重心系1.0TeVに対応する）ものとして提案されているものと思われる。 我々は平均30MV/mを最低限と考え、50kmで十分と判断している。

3. 各ワーキンググループの研究開発計画について

 議長より：すでに横谷委員によりそれぞれの概略が示されているので、そこで説明されていない項目を補足する形で短く話して頂きたい。また、議事録は最小限の情報にとどめるので詳細はそれぞれのスライドを参照してほしい。

WG1: 久保委員

ILCSCからの加速器への要請である、重心系エネルギー500GeV、１年間のcommissioning後4年間での積分ルミノシティー500fb-1、その後2〜3年間でさらに500fb-1、そして、重心系エネルギー1TeVへの増強を行ない、4年間で1000fb-1の積分ルミノシティーを供給するシナリオにしたがって、パラメーターの検討と提案を行なった。そのsuggested parametersは、30MV/mをベースとすること（35, 40MV/mも考慮）、クライストロンは10MW, 1.5msecパルス幅、5Hzの繰り返し周波数を持つこと、エネルギー増強は同じ加速勾配を仮定することなどである。したがって、ルミノシティーは2.0 x 1034cm-2sec-1が設計値となる。また、この特徴的なことはparameterの領域を設けていることで、(1) nominal, (2) 半分のビーム強度のLow Q, (3) 垂直方向のビームサイズを大きくしたLarge Yそして(4) ビームパワーの少ないLow Pの４つのparameter setがある。これらのセットはDR, Bunch compressor system, final focus systemなどへそれぞれ違った影響がある。このようなパラメータ領域を設けた理由は各部での誤差などの許容値などに不定性があるためである。これらの検討・研究のためにホームページが作成されている。このURLはhttp://www-project.slac.stanford.edu/ilc/acceldev/beamparameters.htmlで、ここには、discussion boardのページがリンクされている。

WG2: 早野委員

2005年と2006年度のSTF Phase Iの詳細実行計画の策定を行なった。ビームテストの予定は2006年10月以降である。STF Phase Iは横谷委員が説明しているので、主にphase II について紹介する。ILCの一つのRFユニットを実証するもので、詳細な技術設計の完成、工業化（企業化）、コストダウンなどを行ない現実的なコスト評価の基本資料とすることが主な目的となる。ここでは、Electric Polishing (EP)による35MV/mをnominal勾配とし、10MWクライストロンは多ビームのものを製作する。これは、重心系エネルギー500GeVを全長20.1kmで達成できるものである。あくまでも実用機を目指すため、新たなR&Dの要するものの優先順位を低くしている。特に、TTFやSMTFとの『互換性』を重視している。

WG3: 栗木委員

DRと陽電子源の研究を行っている。DRでのelectron cloud研究のため、KEKB真空グループとの共同研究としてKEKBリングにCuとTiNでコーティングされたante-chamberを設置しその効果を実証する予定である。 Strip line kickerをATF−DRに設置し、fast kickerの試験を行ない、最初の結果を得た。kickをベータトロン振動として観測し立ち上がりが3nsecであることが確かめられた。今後この測定精度を向上させること、DESY, SLACとの共同研究を勧めたい。標的の強さ（hardnessやdamage）を測定する陽電子源の研究が、IPPAK（一泊、ILC Positron Project At KEKB）として始められ、4月11-13日のILC Positron Source Workshopでその計画・現状が報告された。4/28か5/19に陽電子源システム（SLACがW-Re標的を供給）をKEKBに設置する予定である。上記のworkshopでは、３つある陽電子源（標的、ウィグラー、コンプトンの各方法）からどのように技術選択すべきかの議論が始まっていることが印象に残った。

WG4: 佐貫委員

ATF2の２つの目標は、(1)37nmのビームサイズの達成と維持、そして、(2)ビーム位置のジッターを2nm以下に維持することである。そのためには、ビームサイズモニター（新竹モニター）と空洞型BPMの開発・製作を行なっている。他の主な活動は、headon衝突を可能にするRF kicker、ATF-DRでのC/XバンドRFによるエネルギー幅の増えないバンチ圧縮方法、超低リップルの電磁石用電源の研究などが行なわれている。ATF2のプロポーザルの作成が、A.Seryi. G.Blair, 佐貫委員（ILC WG4 convenersでもある）の３人の編集ボードの下に、世界中から約21人の執筆者を選び、行なわれている。現在、72人の著者（19の研究機関）が登録されており、2-3のセクションを除いた総数70ページていどの原稿ができている。ATF2をmini-ILCモデルとしていることを、プロポーザルの準備、予算立案、コンポーネントの調達、研究分担などで実感している。絶望的に足りないマンパワーの中で、他のBDSに関連する研究項目にも少しずつ手を広げていきたい。

WG5: 斉藤委員

2005年〜2006年度の目的は、(A) 50MV/mの加速勾配を達成すること、(B) STFで40-45MV/mの高勾配の運転を実証することである。特に、今年度の目標はすでに横谷委員により説明されている。WG5も国際協力が広く行なわれている。ICHIRO空洞の設計はDESY, KEKで、HOMカップラー設計はSLAC, DESY, KEKで行なわれている。また、中国や韓国からの研究者もKEKへ来所して共同研究を開始している。LLタイプの単セルの目標値は、Q=1010で47MV/mである。現在の所、EP(80um)+HPR後３回のbakingでは達成されていない。繰り返しになるが表面処理法の見直しが必要である。８月のSNOWMASSまでに複数空洞で45MV/m達成を目標としている。入力カップラー、チューナーなどは概念設計が完了している。詳細設計後、9月ころプロトタイプを完成させる。

4. LC加速器開発についての国際協力協定について

高崎委員長

現在、下記に示す４つのMOUの締結を準備している。
  1. TESLA Technology Collaboration
  2. GDE ; 5/10のILCSCで議論・決定される。DraftをLC推進室が検討中である。
  3. ILC-Asian ; 協定加入機関：日本（KEK）、韓国（２研究機関）、中国（１）、インド（２）、KEKでの最終案が各機関で検討されている。
  4. ATF and ATF2 international collaboration；日本語の原稿を閲覧中（管理局長の竹内氏よりのコメント有）
（Q）GDE-MOUの本文原稿はすでに配られているが、Appendix原稿の配布をM.Tignerに急ぐように要請したい。Appendixで重要なことが議論されることがあるので、5/10ILCSC直前では困る。
（A）M.Tignerへの要請電子メールのCCを、機構長、LC推進委員長に送ってほしい。
（A）了解。
（Q）日本入国時のVISA問題でインドとの関係がギグシャク（日本への不信感）しているので、インドへ積極的に共同研究の働きかけをすべきである。
（A）インドのVISA問題は了解している。また、台湾にも積極的に働きかけよとの声もある。今後、このようなアジア諸国との協力関係を築くように努力したい。

5. お知らせ

横谷委員より

６月はじめに、KEKでGDE directorのBarry、 SLACおよびヨーロッパからの代表者を迎えて、ATF2国際協力についてのmeetingを開催したい。 これはT.Raubenheimer(SLAC)の提案で彼の意向は、"The topic should be on how to best use this construction project(ATF2) to strength our international ILC collaboration. There are many elements of the project that could be used a learning opportunities for building the ILC or even designing the CDR."ということである。ご協力をお願いしたい。

尾崎委員より

5月27日午後２時より、東京大学小柴ホールでLCフォーラムの総会があるので、積極的な参加を期待しています。

次回はSNOWMASSまでに少なくとも１回開催したい。