| Project/Area Number |
20H01914
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
Kei Watanabe 信州大学, 繊維学部, 特任准教授 (30737763)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 義徳 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, 主任技師 (10391749)
西口 創 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, 准教授 (10534810)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥14,040,000 (Direct Cost: ¥10,800,000、Indirect Cost: ¥3,240,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
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| Keywords | グラファイト / ナノファイバー / 素粒子実験 / ミューオン / ストローチャンバー / エレクトロスピニング / ポリイミド / 不織布 / 複合材料 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、ナノファイバーおよびポリイミドのグラファイト化技術を応用することで、従来技術では到達できない「膜厚5μm、直径5mm」の超低物質量グラファイトストローを実現する。この超低物質量グラファイトストローを検出器に用いることで、ミューオン電子転換過程(μN→eN)探索(COMET)実験での未踏領域である感度［10-18］の実現が可能となる。これにより世界初のμ-e 転換事象発見の可能性を飛躍的に高め、大型ハドロン衝突型加速器(LHC)実験で得られる結果に別の切り口から得られる知見を組み合わせ、素粒子標準理論を越える新しい物理描象により詳細に迫ることを可能にする。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we developed ultra-low-mass graphite straws for use in muon-to-electron conversion experiments. Specifically, we employed the electrospinning（ES） method to fabricate nanofiber (NF) straws using polyamic acid (PAA), a precursor of polyimide (PI). These PAA NF straws were then thermally treated to produce PI NF straws. Furthermore, by impregnating the PI NF straws with a PAA solution and subjecting them to thermal treatment, we obtained PI straws with PI NF as the framework. Finally, by thermally treating these PI NF composite PI straws at 2800°C in an argon atmosphere, we successfully produced graphite straws.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
当該研究グループは、ES法によるNF製造技術とポリアミック酸を原料に用いて熱処理によるグラファイト化技術とを組み合わせることで新たなグラファイト複合構造体の超低物質量グラファイトストローを創成した。本研究成果である超低物質量グラファイトストローを素粒子実験の検出器に応用することで、新物理で予言される稀崩壊の探索における分岐比感度を上げることが可能となるが、これは大型ハドロン衝突型加速器(LHC)実験などのエネルギーフロンティア実験での衝突エネルギーを上げることと同義である。そのため世界初のミューオン電子転換事象発見の可能性を飛躍的に高められる可能性がある。
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