Development of curved solenoid for intense pulsed muon generation

• Project/Area Number: 22244033
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• 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, 准教授 (60242103)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SAITO Naohito 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (20321763) ; IWASAKI Masahiko 理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 主任研究員 (60183745) ; 豊田 晃久 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, 助教 (20373186) ; 深尾 祥紀 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, 助教 (80443018)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): MIYAKE Yasuhiro 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (80209882) ; KAWAMURA Naritoshi 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究機関講師 (60311338) ; STRASSER Patrick 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究機関講師 (20342834) ; OGITSU Toru 高エネルギー加速器研究機構, 共通基盤研究施設超伝導工学センター, 教授 (30185524)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥46,020,000 (Direct Cost: ¥35,400,000、Indirect Cost: ¥10,620,000); Fiscal Year 2013: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2012: ¥13,780,000 (Direct Cost: ¥10,600,000、Indirect Cost: ¥3,180,000); Fiscal Year 2011: ¥15,600,000 (Direct Cost: ¥12,000,000、Indirect Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2010: ¥15,990,000 (Direct Cost: ¥12,300,000、Indirect Cost: ¥3,690,000)
• Keywords: ミュオン / 超伝導電磁石 / ビームライン / 高放射線場 / 超伝導磁石

Research Abstract

We developed Super Omega for intense pulsed muon generation at J-PARC MUSE. The Super Omega is composed of three parts, a normal conducting capture solenoid, a superconducting curved transport solenoid and a superconducting axial focusing solenoid. The muon beam in the U-line is extracted at a 45 degree angle with respect to the proton beamline in the backward direction of the muon production target. The capture solenoid has a large solid angle acceptance of 400 msr, so that a large amount of muons can be captured and focused at the entrance of the curved solenoid. The curved solenoid has two curved sections of 45 degree each of opposite direction, and a 6 m long straight section. The axial focusing solenoid further transports the muons linearly 8 m in the experimental hall. The Super Omega was installed in the summer of 2012. The obtained muon rate is currently the highest intensity surface muon source in the world.

Research Products

• [Journal Article] Measurement of Muonium Hyperfine Splitting at J-PARC (2014)
  • Author(s): K. S. Tanaka, M. Aoki, H. Iinuma, Y. Ikedo, K. Ishida, M. Iwasaki, Y. Ueno, R. Ohkubo, T. Ogitsu, R. Kadono, O. Kamigaito, N. Kawamura, D. Kawall, S. Kanda, K. Kubo, T. Kume, A. Koda, K. M. Kojima, N. Saito, N. Sakamoto, K. Sasaki, K. Shimomura, M. Sugano, D. Tomono, A. Toyoda, H. A. Torii, E. Torikai, K. Nagamine, K. Nishiyama, P. Strasser, Y. Fukao, Y. Fujiwara, Y. Matsuda, T. Mibe, Y. Miyake, and M. Yoshida
  • Journal Title: JPS Conf. Proc. Volume: 2 Pages: 1-6
  • DOI: 10.7566/jpscp.2.010405
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of High-Rate Positron Tracker for the Muonium Production Experiment at J-PARCS (2014)
  • Author(s): Kanda, H. Fujimori, Y. Fukao, Y. Ikedo, K. Ishida, M. Iwasaki, N. Kawamura, K. M. Kojima, M. Lee, S. Makimura, T. Mibe, Y. Miyake, J. Nakamura, Y. Nagashima, T. Nagatomo, K. Nagumo, S. Nishimura, S. Okada, N. Saito, K. Shimomura, T. Suzuki, P. Strasser, K. Ueno, and E. Won
  • Journal Title: JPS Conf. Proc. Volume: 2 Pages: 10404-10404
  • DOI: 10.7566/jpscp.2.010404
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultra Slow Muon Project at J-PARC MUSE (2014)
  • Author(s): N. Takashi, J. Nakamura, S. Makimura, N. Kawamura, H. Fujimori, A. Koda, Y. Kobayashi, K. Nishiyama, R. Kadono, W. Higemoto, T.U. Ito, T. Ogitsu, Y. Makida, K. Sasaki, T. Adachi, and E. Torikai
  • Journal Title: JPS Conf. Proc. Volume: 2 Pages: 10101-10101
  • DOI: 10.7566/jpscp.2.010101
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Positron separators in Superomega muon beamline at J-PARC (2013)
  • Author(s): Y. Ikedo, Y. Miyake, K. Shimomura, P. Strasser, N. Kawamura, K. Nishiyama, S. Makimura, H. Fujimori, A. Koda, J. Nakamura, T. Nagatomo, Y. Kobayashi, T. Adachi, A.D. Pant, T. Ogitsu, T. Nakamoto, K. Sasaki, H. Ohhata, R. Okada, A. Yamamoto, Y. Makida, M. Yoshida, T. Okamura , R. Okubo, W. Higemoto, T.U. Ito, K. Nakahara, and K. Ishida
  • Journal Title: Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. Volume: B 317 Pages: 365-368
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2013.07.060
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Superconducting curved transport solenoid with dipole coils for charge selection of the muon beam (2013)
  • Author(s): P. Strasser, Y. Ikedo, Y. Miyake, K. Shimomura, N. Kawamura, K. Nishiyama, S. Makimura, H. Fujimori, A. Koda, J. Nakamura, T. Nagatomo, T. Adachi, A.D. Pant, T. Ogitsu, Y. Makida, M. Yoshida, K. Sasaki, T. Okamura, H. Ohhata, T. Nakamoto, R. Okada, R. Ohkubo, A. Yamamoto, W. Higemoto, T.U. Itoh, K. Ishida, and K. Nakahara
  • Journal Title: Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. Volume: B 317 Pages: 361-364
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2013.07.046
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development status of superconducting solenoid for the MuHFS experiment at the J-PARC (2013)
  • Author(s): K. Sasaki, M. Sugano, R. Ohkubo, H. Iinuma, T. Ogitsu, N. Saito, K. Shimomura, and A. Yamamoto, J. Phys.
  • Journal Title: Conf. Ser. Volume: 408 Pages: 012074-012074
  • DOI: 10.1088/1742-6596/408/1/012074
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The H line: a brand new beam line for fundamental physics at the J-PARC muon facility (2013)
  • Author(s): N. Kawamura, A. Toyoda, M. Aoki, N. Saito, S. Mihara, K. Shimomura, and Y. Miyake, J. Phys.
  • Journal Title: Conf. Ser. Volume: 408 Pages: 012072-012072
  • DOI: 10.1088/1742-6596/408/1/012072
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Superconducting Magnet Design for the Hyperfine Structure Measurement of Muonium at the J-PARC (2013)
  • Author(s): K. Sasaki, M. Sugano, R. Ohkubo, T. Ogitsu, N. Saito, K. Shimomura, and A. Yamamoto
  • Journal Title: IEEE Trans. Appl. Supercond. Volume: 23 Issue: 3 Pages: 4500704-4500704
  • DOI: 10.1109/tasc.2013.2245714
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cryogenic Design of a Superconducting Solenoid for Muonium Hyperfine Structure Measurement (2013)
  • Author(s): M. Sugano, K. Sasaki, R. Ohkubo, T. Kume, N. Kimura, R. Okada, T. Okamura, K. Shimomura, N, Saito, T. Ogitsu, and A. Yamamoto
  • Journal Title: IEEE Trans. Appl. Supercond. Volume: 23 Issue: 3 Pages: 3800204-3800204
  • DOI: 10.1109/tasc.2012.2233259
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultra slow muon microscopy by laser resonant ionization at J-PARC, MUSE (2013)
  • Author(s): Y. Miyake, Y. Ikedo, K. Shimomura, P. Strasser, N. Kawamura, K. Nishiyama, A. Koda, H. Fujimori, S. Makimura, J. Nakamura, T. Nagatomo, R. Kadono, E. Torikai, M. Iwasaki, S. Wada, N. Saito, K. Okamura, K. Yokoyama, T. Ito, and W. Higemoto
  • Journal Title: Hyperfine Interact. Volume: 216 Issue: 1-3 Pages: 79-83
  • DOI: 10.1007/s10751-012-0759-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] J-PARC Muon Facility, MUSE (2012)
  • Author(s): Y. Miyake, K. Shimomura, N. Kawamura, P. Strasser, A. Koda, S. Makimura, H. Fujimori, Y. Ikedo, K. Nakahara, S. Takeshita, M. Kato, K. Kojima, Y. Kobayashi, K. Nishiyama, R. Kadono, W. Higemoto, T. U. Ito, K. Ninomiya, K. Kubo, and K. Nagamine
  • Journal Title: Physics Procedia Volume: 30 Pages: 46-49
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2012.04.037
  • NAID: 130007992549
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Muon Beam Slicer at J-PARC MUSE (2012)
  • Author(s): W. Higemoto, T.U. Ito, K. Ninomiya, R.H. Heffner, K. Shimomura, K. Nishiyama, and Y. Miyake
  • Journal Title: Physics Procedia Volume: 30 Pages: 30-33
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2012.04.033
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultra Slow Muon Microscopy for Nano-science (2011)
  • Author(s): Y. Miyake, N. Nishida, J. Yoshino, W. Higemoto, E. Torikai, K. Shimomura, Y. Ikedo, N. Kawamura, P. Strasser, S. Makimura, H. Fujimori, K. Nakahara, A. Koda, Y. Kobayashi, K. Nishiyama, R. Kadono, T. Ogitsu, Y. Makida, K. Sasaki, T. Adachi, and K. Nagamine, J. Phys.
  • Journal Title: Cof. Ser. Volume: 302 Pages: 1-6
  • DOI: 10.1088/1742-6596/302/1/012038
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Possibility of precise measurements of muonium HFS at J‐PARC MUSE (2011)
  • Author(s): K. Shimomura
  • Journal Title: AIP Conf. Proc. Volume: 1382 Pages: 245-247
  • DOI: 10.1063/1.3644324
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Status of the Superomega Muon Beamline (2011)
  • Author(s): Y. Ikedo Y. Miyake, K. Shimomura, P. Strasser, K. Nishiyama, N. Kawamura, H. Fujimori, S. Makimura, A. Koda, K. Nakahara, T. Ogitsu, Y. Makida, T. Adachi, M. Yoshida, A. Yamamoto, T. Nakamoto, K. Sasaki, K. Tanaka, N. Kimura, W. Higemoto, Y. Ajima, K. Ishida, Y. Matsuda, and A. Sato
  • Journal Title: AIP Conf. Proc. Volume: 1382 Pages: 220-222
  • DOI: 10.1063/1.3644317
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Conceptual Design of a Superconducting Solenoid System for the Super Omega Muon Beam Line at J-PARC (2011)
  • Author(s): 槙田康博、下村浩一郎, その他12名
  • Journal Title: IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCO NDUCTIVITY Volume: 21 Issue: 3 Pages: 1725-1729
  • DOI: 10.1109/tasc.2010.2089405
  • Peer Reviewed
• [Presentation] J-PARC MUSE におけるミュオニウムの超微細構造の精密測定 (2014)
  • Author(s): 下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学 湘南キャンパス
  • Year and Date: 2014-03-30
• [Presentation] J-PARC/MLF ミュオンビームラインU ラインの現 (2014)
  • Author(s): 池戸豊,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学 湘南キャンパス
  • Year and Date: 2014-03-30
• [Presentation] J-PARC MUSE におけるミュオニウム超微細構造測定 (2014)
  • Author(s): 田中香津生,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学 湘南キャンパス
  • Year and Date: 2014-03-30
• [Presentation] ミュオニウム超微細構造測定に向けた磁場測定プローブの開発 (2014)
  • Author(s): 水谷丈洋,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学 湘南キャンパス
  • Year and Date: 2014-03-30
• [Presentation] J-PARC/MLF ミュオンビームラインUラインの現状 (2014)
  • Author(s): 池戸豊、下村浩一郎 他
  • Organizer: 日本物理学会 第69回年次大会
  • Place of Presentation: 東海大学 湘南キャンパス
• [Presentation] イメージインテンシファイアを用いたミュオンビームプロファイルモニ タの開発 (2013)
  • Author(s): 伊藤孝,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 徳島大学 常三島キャンパス
  • Year and Date: 2013-09-27
• [Presentation] ミュオニウムの超微細構造精密測定のためのR&Dの現状 (2013)
  • Author(s): 下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 徳島大学 常三島キャンパス
  • Year and Date: 2013-09-27
• [Presentation] J-PARC/MLFにおけるスーパーオメガミュオンビームラインIX (2013)
  • Author(s): 池戸豊,三宅康博、下村浩一郎
  • Organizer: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 徳島大学 常三島キャンパス
  • Year and Date: 2013-09-27
• [Presentation] J-PARC における超低速ミュオン顕微鏡 (2013)
  • Author(s): 長友傑,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 徳島大学 常三島キャンパス
  • Year and Date: 2013-09-27
• [Presentation] J-PARC MUSE におけるミュオニウム超微細構造測定 (2013)
  • Author(s): 田中香津生,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 高知大学 朝倉キャンパス
  • Year and Date: 2013-09-20
• [Presentation] ミュオニウム超微細構造測定に向けた磁場プローブの開発 (2013)
  • Author(s): 下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • Place of Presentation: 高知大学 朝倉キャンパス
  • Year and Date: 2013-09-20
• [Presentation] 大強度ミュオンビームラインSuper-Omega におけるビーム測定 (2013)
  • Author(s): 足立泰平,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学 東広島キャンパス
  • Year and Date: 2013-03-27
• [Presentation] J-PARC MUSE におけるミュオニウム超微細構造測 (2013)
  • Author(s): 田中香津生,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学 東広島キャンパス
  • Year and Date: 2013-03-27
• [Presentation] J-PARC MUSE におけるミュオニウム超微細構造測定実験でのビームプロ ファイルモニタの開発 (2013)
  • Author(s): 田島美典,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学 東広島キャンパス
  • Year and Date: 2013-03-27
• [Presentation] ミュオニウムの超微細構造の精密測定に向けての開発現状 (2013)
  • Author(s): 下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学 東広島キャンパス
  • Year and Date: 2013-03-26
• [Presentation] J-PARC/MLF におけるスーパーオメガミュオンビームラインVIII (2013)
  • Author(s): 池戸豊,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学 東広島キャンパス
  • Year and Date: 2013-03-26
• [Presentation] J-PARC MUSE における超低速ミュオンビームラインの建設 (2013)
  • Author(s): 長友傑,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学 東広島キャンパス
  • Year and Date: 2013-03-26
• [Presentation] Present status of J-PARC MUSE (2013)
  • Author(s): K.Shimomura
  • Organizer: NuFact 2013
  • Place of Presentation: 中毒・北京IHEP
• [Presentation] -6J-PARC/MLFにおけるスーパーオメガミュオンビームラインVIII (2013)
  • Author(s): 池戸豊
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学 東広島キャンパス
• [Presentation] 大強度ミュオンビームラインSuper-Omegaにおけるビーム測定 (2013)
  • Author(s): 足立泰平
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学 東広島キャンパス
• [Presentation] J-PARC・MLF・超低速ミュオン顕微鏡計画のためのレーザー輸送系の設 計・製作の現状 (2012)
  • Author(s): 中村惇平,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学 東広島キャンパス
  • Year and Date: 2012-09-20
• [Presentation] -PARC・MLF・超低速ミュオン顕微鏡計画のためのレーザー輸送系の設 計・製作の現状 (2012)
  • Author(s): 中村惇平,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大 学
  • Year and Date: 2012-09-20
• [Presentation] J-PARC MUSE における超低速ミュオンビームラインの建設 (2012)
  • Author(s): 長友傑,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大 学
  • Year and Date: 2012-09-20
• [Presentation] J-PARC MUSE におけるミュオニウムの超微細構造の精密測定 (2012)
  • Author(s): 豊田晃久,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大 学
  • Year and Date: 2012-09-20
• [Presentation] J-PARC/MLF におけるスーパーオメガ ミュオンビームラインVII (2012)
  • Author(s): 池戸豊,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大 学
  • Year and Date: 2012-09-20
• [Presentation] J-PARC MUSE におけるミュオニウム生成実験のための陽電子飛跡検出器の開発 (2012)
  • Author(s): 神田聡太郎,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • Place of Presentation: 京都産業大 学
  • Year and Date: 2012-09-12
• [Presentation] J-PARC MUSE におけるミュオニウム超微細構造測定 (2012)
  • Author(s): 田中香津生,下村浩一,郎
  • Organizer: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • Place of Presentation: 京都産業大 学
  • Year and Date: 2012-09-12
• [Presentation] ミュオニウムの超微細構造精密測定のための高磁場均一度を有する超伝導磁石システムの開発 (2012)
  • Author(s): 野未知央,下村浩一郎, 他
  • Organizer: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • Place of Presentation: 京都産業大 学
  • Year and Date: 2012-09-12
• [Presentation] -6J-PARC/MLFにおけるスーパーオメガミュオンビームラインVII (2012)
  • Author(s): 池戸豊
  • Organizer: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学
• [Presentation] J-PARC/MLFにおけるスーパーオメガビームライン (2011)
  • Author(s): 池戸豊、下村浩一郎, その他19名
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 富山大学(富山県)
  • Year and Date: 2011-09-22
• [Presentation] J-PARC MUSEにおけるミュオニウムの超微細構造の精密測定 (2011)
  • Author(s): 下村浩一郎, その他6名
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 弘前大学(青森県)
  • Year and Date: 2011-09-18
• [Presentation] 大強度ミュオン・子蘊奥ビームラインの基礎開発研究 (2010)
  • Author(s): 足立康平、下村浩一郎, その他11名
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 九州工業大学
  • Year and Date: 2010-09-12
• [Remarks]
  • URL: http://msl.kek.jp/MSL_index.html
• [Remarks] KEK物質構造科学研究所ミュオン科学研究系
  • URL: http://msl.kek.jp/