檜垣 浩之hiroyuki higaki

Last Updated :2025/04/03

所属・職名
大学院先進理工系科学研究科　准教授
ホームページ
https://home.hiroshima-u.ac.jp/hhigaki/jindex.html
メールアドレス
hhigakihiroshima-u.ac.jp
自己紹介
電場や磁場を用いた荷電粒子閉じ込めに関連する物理の実験研究、ならびに低エネルギー粒子ビーム系の生成とそれらを用いたプラズマ物理、原子物理、およびビーム物理の研究。と称して、ぺニングトラップや線形ポールトラップでのイオン閉じ込め、低エネルギーの陽電子、反陽子ビームの生成、磁気ミラートラップを用いた低エネルギー電子、陽電子の蓄積、等の研究を行っています。

基本情報

主な職歴

  • 2020年04月01日, 広島大学, 大学院先進理工系科学研究科, 准教授
  • 2006年04月01日, 2020年03月31日, 広島大学, 大学院先端物質科学研究科, 准教授
  • 2001年04月01日, 2006年03月31日, 筑波大学, 大学院数理物質科学研究科電子物理工学専攻
  • 1998年04月01日, 2001年03月31日, 日本学術振興会, 特別研究員(東京大学大学院総合文化研究科)

学歴

  • 京都大学大学院, 人間・環境学研究科, 日本, 1994年04月, 1998年01月
  • 京都大学, 理学部, 日本, 1988年04月, 1992年03月

学位

  • 博士（人間・環境学）　(京都大学)
  • 修士（人間・環境学）　(京都大学)

教育担当

  • 【学士課程】 理学部 : 物理学科 : 物理学プログラム
  • 【博士課程前期】 先進理工系科学研究科 : 先進理工系科学専攻 : 量子物質科学プログラム
  • 【博士課程後期】 先進理工系科学研究科 : 先進理工系科学専攻 : 量子物質科学プログラム

研究分野

  • 数物系科学 / プラズマ科学 / プラズマ科学
  • 数物系科学 / 物理学 / 原子・分子・量子エレクトロニクス
  • 数物系科学 / 物理学 / 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理

研究キーワード

  • プラズマ物理
  • ビーム物理
  • 原子物理

所属学会

  • 日本物理学会, 1993年
    関連URL
  • プラズマ核融合学会, 2001年

教育活動

授業担当

  1. 2025年, 学部専門, セメスター（後期）, 力学B
  2. 2025年, 学部専門, セメスター（後期）, 物理学序論
  3. 2025年, 学部専門, ４ターム, 先端物理学
  4. 2025年, 学部専門, セメスター（前期）, 卒業研究Ａ
  5. 2025年, 学部専門, セメスター（後期）, 卒業研究Ｂ
  6. 2025年, 修士課程・博士課程前期, セメスター（前期）, 物質基礎科学セミナーA
  7. 2025年, 修士課程・博士課程前期, セメスター（後期）, 物質基礎科学セミナーB
  8. 2025年, 修士課程・博士課程前期, 年度, 物質基礎科学プレゼンテーション演習
  9. 2025年, 修士課程・博士課程前期, １ターム, 物質基礎科学特別演習A
  10. 2025年, 修士課程・博士課程前期, ２ターム, 物質基礎科学特別演習A
  11. 2025年, 修士課程・博士課程前期, ３ターム, 物質基礎科学特別演習B
  12. 2025年, 修士課程・博士課程前期, ４ターム, 物質基礎科学特別演習B
  13. 2025年, 修士課程・博士課程前期, ２ターム, ビーム物理学
  14. 2025年, 修士課程・博士課程前期, 年度, 量子物質科学特別研究
  15. 2025年, 博士課程・博士課程後期, 年度, 量子物質科学特別研究

研究活動

学術論文（★は代表的な論文）

  1. Injection and confinement of positron bunches in a magnetic dipole trap, Phys. Rev. E, 110巻, 2号, pp. L023201-1-L023201-6, 20240809
  2. Injection and capture of antiprotons in a Penning-Malmberg trap using a drift tube accelerator and degrader foil, Nucl. Instrum. Methodes Phys. Res. A, 1065巻, pp. 169529-1-169529-7, 20240612
  3. Slow positron production and storage for the ASACUSA-Cusp experiment, J. Plasma Phys., 89巻, 6号, pp. 905890608-1-905890608-9, 20231218
  4. SDR, EVC, and SDREVC: Limitations and Extensions, J. Plasma Phys., 89巻, 5号, pp. 955890501-1-955890501-11, 20231031
  5. The buncher and the magnetic lens for the LINAC based low energy positron beams at AIST, Plasma and Fusion Res., 18巻, pp. 1406023-1-1406023-6, 20230427
  6. Efficient positron trapping and extraction with a centre-hole SiC remoderator, New J. Phys., 24巻, pp. 123039-1-123039-11, 20221230
  7. Reducing the background temperature for cyclotron cooling in a cryogenic Penning-Malmberg trap, Phys. Plasmas, 29巻, 8号, pp. 083303-1-083303-12, 20220823
  8. Measurement of the principal quantum number distribution in a beam of antihydrogen atoms, Eur. Phys. J. D 75 (2021) 91, 20210308
  9. Accumulation of LINAC based low energy positrons in a buffer gas trap, Appl. Phys. Express 13 (2020) 066003, 20200528
  10. Non-neutral electron plasmas confined with a nested potential in a uniform magnetic field, Jpn. J. Appl. Phys. 58 (2019) 080912, 20190802
  11. Antiproton beams with low enrgy spread for antihydrogen production, Journal of Instrumentation, 14巻, pp. P05009-1-P05009-12, 20190513
  12. Monte-Carlo based performance assessment of ASAUSA's antihydrogen detector, Nucl. Instrum. Methods A, 910巻, pp. 90-95, 2018
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  13. Imaging antimatter with a Micromegas detector, Nucl. Instrum. Methods B, 422巻, pp. 1-6, 20180302
    DOIを用いた論文検索結果へのリンク
  14. The ASACUSA antihydrogen and hydrogen program: results and prospects, Philosophical Transactions of The Royal Society A, 376巻, pp. 20170273-1-20170273-12, 20180219
    DOIを用いた論文検索結果へのリンク
  15. Simultaneous confinement of low-energy electrons and positrons in a compact magnetic mirror trap, New J. Phys. 19 (2017) 023016, 20170203
    DOIを用いた論文検索結果へのリンク
  16. Autoresonances of m=2 diocotron oscillations in non-neutral electron plasmas, Phys. Rev. E, 94巻, 04号, pp. 043204-1-043204-6, 20161024
  17. Phase Space Volumes of Non-Neutral Plasmas during Vortex Merging Processes, Plasma and Fusion Res., 10巻, pp. 1201004-1-1201004-3, 201501
  18. A source of antihydrogen for in-flight hyperfine spectroscopy, NATURE COMMUNICATIONS, 5巻, 201401
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  19. Nonneutral Electron Plasmas Confined in a Compact Magnetic Mirror Trap, APPLIED PHYSICS EXPRESS, 5巻, 10号, 201210
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  20. Development of a monoenergetic ultraslow antiproton beam source for high-precision investigation, PHYSICAL REVIEW SPECIAL TOPICS-ACCELERATORS AND BEAMS, 15巻, 2号, 20120217
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  21. Controlled Extraction of Ultracold Ions from a Linear Paul Trap for Nanobeam Production, JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN, 79巻, 12号, 201012
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  22. Synthesis of Cold Antihydrogen in a Cusp Trap, PHYSICAL REVIEW LETTERS, 105巻, 24号, 20101207
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  23. Electrostatic Oscillations Observed in Non-Neutral Electron Plasmas Confined in a Magnetic Field Gradient, Plasma Fusion Res., 5巻, -号, pp. 029 (1-3), 20100701
  24. Experimental study of coherent betatron resonances with a Paul trap, PHYSICAL REVIEW SPECIAL TOPICS-ACCELERATORS AND BEAMS, 13巻, 4号, 201004
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  25. Density and potential profiles of non-neutral electron plasmas in a magnetic mirror field, PHYSICAL REVIEW E, 81巻, 1号, 201001
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  26. Measurement of ion cyclotron emissions by use of ICRF heating antennas in LHD, FUSION ENGINEERING AND DESIGN, 84巻, 7-11号, pp. 1676-1679, 200906
    DOIを用いた論文検索結果へのリンク
  27. Determination of Transverse Distributions of Ion Plasmas Confined in a Linear Paul Trap by Imaging Diagnostics, JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 47巻, 10号, pp. 8017-8025, 200810
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  28. Accumulating low energy charged particles with a magnetic mirror trap and cyclotron resonance heating, APPLIED PHYSICS EXPRESS, 1巻, 6号, 200806
    DOIを用いた論文検索結果へのリンク
  29. Observation of spontaneously excited waves in the ion cyclotron frequency range on JT-60U, Nuclear Fusion, 48巻, pp. 035012-1-035012-7, 20080207
  30. Properties of non-neutral electron plasmas confined with a magnetic mirror field, PHYSICAL REVIEW E, 75巻, 6号, 200706
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  31. High Frequency Alfven Eigen Modes Observed in LHD, Plasma and Fusion Reserch, 1巻, pp. 034, 20060601
  32. Confinement of a Large Number of Antiprotons and Production of an Ultraslow Antiproton Beam, Phys. Rev. Lett., 94巻, pp. 023401-1-023401-4, 200501
  33. Radial compression of protons and H3+ ions in a multiring trap for the production of ultralow energy antiproton beams, Phys. Rev. E, 70巻, pp. 026501-1-026501-5, 200408
  34. Electron cooling of high-energy protons in a multiring trap with a tank circuit monitoring the electron-plasma oscillations, Phys. Rev. E, 65巻, pp. 046410-1-046410-5, 200204
  35. The decay instability of Langmuir Waves in the nonneutral electron plasma column, Plasma Phys. Control. Fusion, 39巻, 11号, pp. 1793-1803, 199711
  36. Experiment on diocotron oscillations of spheroidal non-neutral electron plasmas in a multi-ring-electrode trap, Physics Letters A, 235巻, pp. 504-507, 199711
  37. Wall and Temperature Effects on Electrostatic Oscillations of Shperoidal Non-neutral Electron Plasmas in the Multi-Ring Electrode Trap, Jpn. J. Appl. Phys., 36 Pt.1巻, 8号, pp. 5300-5305, 199708
  38. Application of a Compact Ion Trap to Fundamental Beam-Dynamics Studies, JPS Conference Proceedings, 35巻, pp. 011007-1-011007-8, 20210615
  39. Accumulating laser-coolable ions in a linear Paul trap for ultrahigh-density beam dynamics experiment, J. Phys. Conf. Ser., 1350巻, pp. 012126-1-012126-5, 20191210
  40. Experimental observation of low-order collective oscillation modes in a strong-focusing lattice, J. Phys. Conf. Ser., 1350巻, pp. 012125-1-012125-6, 20191210
  41. Simulations on Mixing Charged Particles in a Nested Penning Trap, JPS Conf. Proc., 18巻, pp. 011013-1-011013-6, 20171124
    DOIを用いた論文検索結果へのリンク
  42. Progress of antihydrogen beam production using a double cusp trap, JPS Conf. Proc., 18巻, pp. 011007-1-011007-10, 20171124
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  43. Autoresonances with a Damping Force, AIP Conference Proceedings, 1668巻, pp. 050006-1-050006-6, 20150629
    DOIを用いた論文検索結果へのリンク
  44. Production of Ar^q+ ions with a Tandem Linear Paul Trap, AIP Conference Proceedings, 1668巻, pp. 040006-1-040006-6, 20150629
    DOIを用いた論文検索結果へのリンク
  45. A Low Energy Positron Accumulator for the Plasma Confinement in a Compact Magnetic Mirror Trap, AIP Conference Proceedings, 1668巻, pp. 040005-1-040005-6, 20150629
    DOIを用いた論文検索結果へのリンク
  46. Towards the production of anti-hydrogen beams, AIP Conf. Proc., 1521巻, pp. 134-143, 201303
  47. A Tank Circuit Monitoring a Large Number of Antiprotons in MUSASHI for the Production of Low Energy Antiproton Beams, Proceedings of IPAC’10 Kyoto Japan, pp. 948-950, 20100501
  48. Mismatch Induced Oscillations of Space Charge Dominated Beams in a Uniform Focusing Channel, Proceedings of IPAC’10 Kyoto Japan, pp. 1336-1338, 20100501
  49. A tandem linear Paul trap as an ion source, J. Phys. Conf. Ser., 163巻, pp. 012102-1-012102-4, 200906
  50. Electrons Confined with an Axially Symmetric Magnetic Mirror Field, AIP Conf. Proc., 1037巻, pp. 106-114, 200808
  51. Visible Light and Ha Imaging of Mirror Confined Plasmas in the Central Cell of GAMMA 10, Transactions of Fusion Science and Technology, 51巻, 2T号, pp. 361, 20070201
  52. Axial resonances of Ar+ ions observed in a linear Paul trap, HYPERFINE INTERACTIONS, 174巻, 1-3号, pp. 77-82, 200701
    DOIを用いた論文検索結果へのリンク
  53. On the Possibility of Non-Neutral Antiproton Plasmas and Antiproton-Positron Plasmas, AIP Conf. Proc., 793巻, pp. 351-360, 200510

著書等出版物

  1. 2022年02月28日, プラズマ核融合学会誌, 講座　荷電粒子群の閉じ込めと制御の物理が可能にした反物質研究 1. 非中性プラズマ研究から低速陽電子を用いた電子陽電子プラズマへ, プラズマ核融合学会, 2022年, 2, 単著, 檜垣浩之
  2. 2020年03月01日, 陽電子科学, 低エネルギー陽電子を用いた電子陽電子プラズマの磁場閉じ込め実験に向けて, 日本陽電子科学会, 2020年, 03, その他, 共著, 日本語, 檜垣浩之, 齋藤晴彦, 11, pp.9-19
  3. 2017年03月15日, しょうとつ (原子衝突学会誌), 低エネルギー陽電子を用いた電子-陽電子プラズマ研究, 原子衝突学会, 2017年, 03, その他, 共著, 日本語, 檜垣浩之, J. Horn-Stanja, E. V. Stenson, 齊藤晴彦, U. Hergenhahn, T. Sunn Pedersen, M. Singer, M. Dickmann, and C. Hungenschmidt, 10, pp.15-24
  4. 2016年11月15日, しょうとつ (原子衝突学会誌), 低エネルギー反水素生成のための低エネルギー陽電子, 原子衝突学会, 2016年, 11, その他, 共著, 日本語, 金井保之、Pierre Dupre、 檜垣浩之, 10, pp.99-108
  5. 2013年12月05日, 日本物理学会誌, 実験室加速器物理, 日本物理学会, 2013年, 12, その他, 共著, 日本語, 岡本宏己、伊藤清一、 檜垣浩之, 5, p.818-822
  6. 2013年01月, プラズマ核融合学会誌, 反水素合成から反水素物理へ---反陽子、陽電子の冷却中性化とトラップ---, 一般社団法人　プラズマ核融合学会, 2013年, 01, その他, 共著, 檜垣浩之、 F. Robicheaux、鳥居寛之、黒田直史、満汐孝治、榎本嘉範、永田祐吾、藤原真琴、堀正樹, 34, pp.11-44
  7. 2011年08月05日, 日本物理学会誌, 折り返し点を通過した冷反水素研究---カスプトラップによる反水素の生成と磁気瓶への閉じ込め---, 日本物理学会, 2011年, 8, その他, 共著, 日本語, 黒田直史、 檜垣浩之、山崎泰規, 9, pp.594-602

招待講演、口頭・ポスター発表等

  1. Low energy positron accumulation with an electron LINAC at AIST, H. Higaki, K. Michishio, A. Ishida and N. Ohshima, 13th International Workshop on Non-Neutral Plasmas, 2022年09月19日, 招待, 英語, Milano, Italy
    Related URL
  2. Progress towards the confinement of a low energy electron-positron plasma in a magnetic mirror trap, Hiroyuki Higaki, C.Kaga, K.Fukushima, H.Okamoto, Y.Nagata, Y.Kanai, Y.Yamazaki, 12th International Workshop on Non-Neutral Plasmas, 2017年07月11日, 招待, 英語, Lawrence University, Appleton, WI USA
  3. 小型磁気ミラートラップを用いた低エネルギー電子-陽電子の同時閉じ込め, 檜垣浩之, 加賀千翔人, 岡本宏巳, 永田祐吾, 金井保之, 山崎泰規, 第72回日本物理学会年会, 2017年03月18日, 通常, 日本語, 大阪大学豊中キャンパス
  4. イオントラップを用いた非中性プラズマの研究, 檜垣浩之, 第71回日本物理学会年会シンポジウム, 2016年03月19日, 招待, 日本語, 東北学院大学、宮城県仙台市
  5. Anti-particle Accumulation for Low Energy Exotic Beams, H. Higaki, ASACUSA-MUSASHI, COOL15, 2015年09月28日, 招待, 英語, Thomas Jefferson National Accelerator Facility Newport News, VA, USA
  6. 反水素生成とプラズマ物理, 檜垣浩之, ASACUSA-MUSASHI, プラズマ科学のフロンテイア2015, 2015年07月29日, 招待, 日本語, 核融合科学研究所, 岐阜県土岐市
  7. 低エネルギー陽電子と非中性プラズマ物理, 檜垣浩之, 理化学研究所原子物理研究室セミナー, 2015年03月03日, 招待, 日本語, 理化学研究所, 埼玉県和光市
  8. A Low Energy Positron Accumulator for the Plasma Confinement in a Compact Magnetic Mirror Trap, H.Higaki, C. Kaga, K. Nagayasu, H. Okamoto, Y. Nagata, Y. Kanai, and Y. Yamazaki, 11th International Workshop on Non-Neutral Plasmas, 2014年12月01日, 通常, 英語, H. Higaki, K. Ito, H. Himura, H. Saitoh, Y. Soga, A. Sanpei, and Y. Yatsuyanagi, サンポートホール高松, 日本
  9. Towards the production of anti-hydrogen beams, H. Higaki, ASACUSA-MUSASHI, 10th International Workshop on Non-neutral Plasmas, 2012年08月27日, 招待, 英語, MPI for Plasma physics, Greifswald, Germany
  10. 非中性プラズマを用いた反水素生成, 檜垣浩之, ASACUSA-MUSASHI, PLASMA2011, 2011年11月22日, 招待, 日本語, 石川県立音楽堂, 石川県金沢市

外部資金

競争的資金等の採択状況

  1. 科学研究費助成事業(基盤研究(B)), 実験室加速器物理の創成～非中性プラズマ制御技術に基づく先進粒子加速器の設計研究, 2012年, 2014年
    関連URL
  2. 科学研究費助成事業(基盤研究(B)), 小型磁気ミラー閉じ込め装置による電子陽電子プラズマの実験研究, 2012年, 2014年
    関連URL
  3. 科学研究費助成事業(基盤研究(B)), 次世代ハドロンビームの安定化に関する非加速器実験, 2009年, 2011年
    関連URL
  4. 科学研究費助成事業(基盤研究(C)), 磁気ミラーを用いた低エネルギー荷電粒子蓄積の実験研究, 2008年, 2010年
    関連URL
  5. 科学研究費助成事業(萌芽研究), テーブルトップシステムによる次世代加速器の研究, 2007年, 2008年
    関連URL
  6. 科学研究費助成事業(特別推進研究), 反水素原子と反水素イオンによる反物質科学の展開, 2007年, 2012年
    関連URL
  7. 科学研究費助成事業(特定領域研究), イオンサイクロトロン周波数帯の高周波入射によるプラズマ診断法の開発, 2006年, 2007年
    関連URL

社会活動

学術会議等の主催

  1. 12th International Workshop on Non-Neutral Plasmas, Program Committee, 2016年08月, 2017年07月
  2. 12th International Conference on Low Energy Antiproton Physics, LOC委員, 2016年03月, 2016年03月
    関連URL
  3. 11th International Workshop on Non-Neutral Plasmas, LOC委員長, プログラム委員長, 2013年03月, 2015年03月