| Project/Area Number |
19H00673
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
Iinuma Hiromi 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (60446515)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古川 和朗 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, シニアフェロー (00190132)
大澤 哲 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 研究員 (00150011)
染谷 宏彦 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, シニアフェロー (10518830)
近藤 恭弘 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 主任研究員 (40354740)
佐々木 憲一 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 教授 (70322831)
大谷 将士 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (90636416)
山口 博史 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究員 (40717914)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥34,840,000 (Direct Cost: ¥26,800,000、Indirect Cost: ¥8,040,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2019: ¥19,630,000 (Direct Cost: ¥15,100,000、Indirect Cost: ¥4,530,000)
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| Keywords | ミュオンスピン / 異常磁気双極子 / 電気双極子 / 3次元螺旋入射 / 荷電粒子ビーム可視化 / ミュオン異常磁気能率 / ミュオン電気双極子能率 / 3次元螺旋軌道入射 / 強いX-Y結合 / 垂直キッカー / 弱収束磁場 / ３次元らせん軌道入射 / パルスキッカー装置 / 磁気シールド機能付きビーム制御装置 / 蓄積ビームの評価 / 3次元らせん入射 / 電子銃ビーム制御 / ミューオンスピン歳差運動 / 強いX-Y相関ビーム / パルス磁場キッカー / ミューオンg-2・EDM / 3次元螺旋ビーム入射 / 超精密調整の蓄積磁石 / 能動シールド付空芯コイル / 非接触ビーム測定 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は素粒子ミューオンの異常磁気能率(g-2)および電気双極子(EDM)を同時に超精密測定する実験の要素技術開発を担う。磁場中のミューオンスピン歳差運動はｇ-2からの寄与が主だが、過去の実験によるEDM上限値程度の有限値を仮定すると、スピン歳差運動の角速度ベクトルの向きを1mrad程度変える。この信号＝世界初のEDM成分の直接検出と、更なるg-2測定精度向上をもたらし、標準理論を越える物理探索を目指す。具体的には実験の中心技術「医療用MRIを応用した超電導磁石の蓄積リング」に入射した相対論的エネルギーのミューオンビームの「円軌道平面を0.01mradで安定制御」する手法の確立に取り組む。
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| Outline of Final Research Achievements |
Ultraprecise measurements of the muon's anomalous magnetic dipole may reveal the flaws in the standard model, which forms the basis of particle physics. New experiments at J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex) is now in under preparation to tackle the new physics beyond the standard model which has been discussed for more than 20 years. In order to accumulate high-quality muon beams in a small, ultra-precise magnetic field with a diameter of 70 cm, which applies medical MRI technology, we have established a beam injection method that is unprecedented in the world, and are conducting preliminary experiments. This is a big mile stone to control of charged particles, which requires accurately consistent with the equation of motion based on electromagnetism in the actual device.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は医療用MRI磁場発生装置の技術を応用した電磁石内部での荷電粒子運動の精密制御であり、医療用粒子線加速器のビーム制御にも応用可能な技術である。荷電粒子ビームにとっては有効磁場であっても、そのほかにとって”磁場的に透明”な電磁石の開発は、強磁場中でのビーム制御装置にかかる電磁力をほぼゼロにすることができるため、装置の軽量化にも役立つ。また、待機電力がピーク電力の0.1%以下を実現する大電力かつ低ノイズ磁場パルス発生装置の運用にも本研究では取り組んでおり、大電力・省エネ装置に共通する電力源としても、広い技術分野へ還元できる。
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