| Project/Area Number |
20H05646
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Broad Section B
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
Shimomura Koichiro 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特別教授 (60242103)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 全基 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20303894)
清水 裕彦 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (50249900)
中野 岳仁 茨城大学, 基礎自然科学野, 准教授 (50362611)
吉田 光宏 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, 教授 (60391710)
飯沼 裕美 茨城大学, 基礎自然科学野, 准教授 (60446515)
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)
仁尾 真紀子 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 上級研究員 (80283927)
友野 大 大阪大学, 核物理研究センター, 助教 (40415245)
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| Project Period (FY) |
2020-08-31 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥196,430,000 (Direct Cost: ¥151,100,000、Indirect Cost: ¥45,330,000)
Fiscal Year 2024: ¥21,320,000 (Direct Cost: ¥16,400,000、Indirect Cost: ¥4,920,000)
Fiscal Year 2023: ¥40,430,000 (Direct Cost: ¥31,100,000、Indirect Cost: ¥9,330,000)
Fiscal Year 2022: ¥34,710,000 (Direct Cost: ¥26,700,000、Indirect Cost: ¥8,010,000)
Fiscal Year 2021: ¥60,710,000 (Direct Cost: ¥46,700,000、Indirect Cost: ¥14,010,000)
Fiscal Year 2020: ¥39,260,000 (Direct Cost: ¥30,200,000、Indirect Cost: ¥9,060,000)
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| Keywords | ミュオン / ミュオニウム / トラップ / 超微細構造 / 磁気モーメント / 電磁トラップ / 素粒子 / レプトン |
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| Outline of Research at the Start |
本研究ではミュー粒子にかかわる相互に関連した二つの精密測定研究を実施する。一つはこれまでの実績の発展として、２体束縛系であるミュオニウム（正ミュオンと電子の束縛系）の磁場下でのゼーマン副準位を高精度で測定することで、従来より一桁以上高い精度でミュオニウムの超微細構造および、ミュオンの磁気モーメントと質量を決定する。もう一つは、超低速ミュオンビームとペニングトラップの手法を組み合わせることにより、単一粒子ミュオンの測定を新たに開始し、ミュオンの磁気モーメントと質量をミュオニウムとは全く独立に、最高精度で決定する。これらの結果を総合し、素粒子標準理論を超えた新物理の探索を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
The construction of the actual trap started in FY2022 and it was completed by the end of FY2023. In FY2024, a capture experiment of negative muons, whose signals are easy to see, was carried out, realising the world's first muon trap.
The MRI magnets and resonance cavities for 1.7 T and 2.9 T were also adjusted by December 2024 for the measurement of muonium hyperfine structure under high magnetic fields.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
Fermi Lab や J-PARC においてMuon g-2の新しい実験が進行しており、強い関心を集めている。どちらの実験でも、均一磁場中の蓄積リングにミュオンを周回させ、スピン歳差運動の周波数を測定する。周波数からg-2の値を抽出するためには磁場の値が必要で、これをミュオンの磁気モーメントと陽子の磁気モーメントの比（μμ/μp）を使って行う。本研究のミュオニウム超微細構造とミュオントラップによってμμ/μpを実験的にこれまでより約1桁以上高い精度で決定することは、Muon g-2での新物理の存在をあいまいなく決定するために必要かつ急務である。
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| Assessment Rating |
Ex-post Assessment
A: 期待どおりの成果があった
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Assessment Rating |
Interim Assessment
A: 順調に研究が進展しており、期待どおりの成果が見込まれる
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