• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

標準模型を超えた物理の精密検証を目指した高強度低温ミューオン源の開発

Research Project

Project/Area Number 21J01132
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

上岡 修星  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, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2021-04-28 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsミューオン / 高強度レーザー / ミューオニウム / g-2 / 素粒子実験
Outline of Research at the Start

ミューオンの異常磁気モーメント(g-2)は、長年に渡って実験と標準理論に基づいた理論計算の乖離が報告されている物理量であり、この検証は素粒子物理にとって大きな重要性を持つ。現在、低温ミューオンを用いた新しいg-2測定実験が行われている。この実験は、ミューオニウムを電離して得られる低温ミューオンを用いることで、従来の手法において系統誤差になりえる収束電場が不要という利点がある。しかし、高強度の低速ミューオンの生成は未だ報告されていない。私は、この実験の根幹であるである低速ミューオン生成のための電離レーザーやミューオニウム生成ターゲットの開発を行い、高強度の低温ミューオンの生成を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

ミューオンを用いた新しい素粒子実験にかかせない超低速ミュオン源の開発を行った。今年度は主に下記の3点の研究・開発を行った。
・KEK つくばキャンパスにおける紫外光源の開発を行った。Nd:YAGの全固体光源の強度のR&Dを進め、あと一段のアンプを残して1.3Jまで達成した。これは概ね設計どおりであり、5Hz駆動ではあるものの、最終段のアンプを駆動することで2Jまで到達できる見込みである。また2段目のチタンサファイアのマルチパスアンプを構築した。今年度中に充分な励起までは至らなかったものの、基礎構築は完了したため、チタンサファイアが一通り準備された。
・J-PARC MLF U-lineでの超低速ミュオン生成試験を行った。エアロゲル標的と真空紫外光源2.6マイクロジュールを用いてミュオンのイオン化試験をおこなった。これまでに最も強い330Hzの超低速ミュオンの生成に成功した。シミュレーションとの比較を行ったが、シミュレーションにくらべて4倍程度の乖離があるためその原因を調査中である。これに関連して真空紫外光のより正確な評価の必要性が明らかになった。
・J-PARC MLF S-lineでの超低速ミュオンのエミッタンス測定を行った。これはこれまでにない初の試みである。g-2実験のために制作された新しいミューオンチェンバを用いて、岡山大学によって開発された光源を用いて超低速ミュオンを生成し、ビームプロファイラでその分布を測定した。プロファイラの測定は成功し、四重極電極の電圧をスキャンしてビームのエミッタンス測定を行った。結果は現在解析中である。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Intense Lyman-alpha light source for ultra-slow muon generation2023

    • Author(s)
      Oishi Y、Adachi T、Saito N、Ikedo Y、Ishida K、Kanda S、Umezawa T、Kamioka S、Teshima N、Nakamura J、Nakamura S、Miyake Y、Iwasaki M、Wada S、Shimomura K
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 2462 Issue: 1 Pages: 012026-012026

    • DOI

      10.1088/1742-6596/2462/1/012026

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Modeling the diffusion of muonium in silica aerogel and its application to a novel design of multi-layer target for thermal muon generation2022

    • Author(s)
      Zhang C.、Hiraki T.、Ishida K.、Kamal S.、Kamioka S.、Mibe T.、Olin A.、Saito N.、Suzuki K.、Uetake S.、Mao Y.
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      Volume: 1042 Pages: 167443-167443

    • DOI

      10.1016/j.nima.2022.167443

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Search for muon EDM at J-PARC2022

    • Author(s)
      Shusei Kamioka
    • Organizer
      KMI workshop "Searches for Electric Dipole Moments: From Theory to Experiment”
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] muon加速のためのMuイオン化レーザー2022

    • Author(s)
      上岡修星
    • Organizer
      第13回「Muon科学と加速器研究」研究会、理研
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] J-PARC muon g-2/EDM 実験のための イオン化レーザーの開発2022

    • Author(s)
      上岡修星, 吉田光宏, 三部勉, Ce Zhang, 原 秀明, 平木 貴宏, 今井康貴, 増田孝彦, 宮本祐樹, 植竹智, 山基真佑, 吉村浩司, 鈴木一仁, 石田勝彦
    • Organizer
      日本物理学会 2023年春季大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] J-PARC muon g-2/EDM実験のためのイオン化レーザーの開発2022

    • Author(s)
      上岡修星, 吉田光宏,三部勉, Ce Zhang, 原秀明, 平木貴宏, 今井康貴, 増田孝彦, 宮本祐樹, 植竹智, 山基真佑, 吉村浩司, 鈴木一仁, 石田勝彦
    • Organizer
      日本物理学会 第77回年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] J-PARC muon g-2/EDM実験のためのイオン化レーザーの開発2021

    • Author(s)
      上岡修星, 吉田光宏,三部勉, Ce Zhang, 原秀明, 平木貴宏, 今井康貴, 増田孝彦, 宮本祐樹, 植竹智, 山基真佑, 吉村浩司, 鈴木一仁, 石田勝彦
    • Organizer
      日本物理学会 2021年秋季大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] The J-PARC muon g-2/EDM experiment2021

    • Author(s)
      S. Kamioka
    • Organizer
      HQL2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] J-PARCにおけるミューオン g-2/EDM測定実験の現状とこれから2021

    • Author(s)
      上岡修星
    • Organizer
      第12回「Muon科学と加速器研究」研究会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] J-PARC muon g-2/EDM experiment

    • URL

      https://g-2.kek.jp/

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-05-27   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi