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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Sensitive Search for New Physics Law with Precision Measurement of Muon Anomalous Magnetic Moment

Research Project

Project/Area Number 15H05742
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

齊藤 直人  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, センター長 (20321763)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉岡 瑞樹  九州大学, 先端素粒子物理研究センター, 准教授 (20401317)
三部 勉  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 (80536938)
Project Period (FY) 2015-05-29 – 2020-03-31
Keywords標準模型 / ミューオン / 精密測定 / 精密磁場 / 素粒子実験 / 基礎科学実験 / 対称性
Outline of Annual Research Achievements

前年度に引き続きシリコン飛跡検出器の開発を中心にミュオン異常磁気能率の精密測定の準備を進めた。最終年度となる今年度は、これまで開発してきたコンポーネントを組み合わせて、陽電子検出器の組み立てを実施し、検出器モジュールの組み立て手法を確立した。並行して、J-PARCミュオンビームラインにおいて、ミュオニウム超微細構造測定実験での測定を継続し、パルスビームの特徴を生かした新しい手法によるミュオニウム超微細構造測定を確立した。現段階では、実験施設側の都合でミュオンg-2/EDMの行うためのビームラインの準備が整っていないが、ビームラインや他設備が整備され次第、実験が開始できるように陽電子飛跡検出器の量産準備を整えた。検出器モジュールの評価に関する技術論文を出版した。この論文では、本研究で開発したシリコンストリップセンサー・読み出し集積回路、読み出し回路・ファームウェア、データ収集ソフトウェアに関する概要と、陽電子ビームやミュオン崩壊で生じる陽電子を用いた評価試験の結果について報告した。

並行してミュオンg-2精密測定の実験技術設計報告書を完成させ、技術設計をまとめた論文を出版した。実際の設計に基づき系統誤差要因を考察し、g-2測定の系統誤差が70ppb以下になると見積もった(先行実験:280ppb)。技術設計をまとめた論文ではこれまでの技術開発や試験結果に基づいた、実験装置の技術設計の概要とこれらを用いて実験を実施した場合の定量的な測定感度の見積もりと想定される系統誤差について報告した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (36 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 7 results) Remarks (4 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] UBC/TRIUMF/University of Victoria(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      UBC/TRIUMF/University of Victoria
  • [Int'l Joint Research] 北京大学(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      北京大学
  • [Int'l Joint Research] ソウル国立大学/高麗大学/KAIST(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      ソウル国立大学/高麗大学/KAIST
  • [Int'l Joint Research] LPNHE(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      LPNHE
  • [Int'l Joint Research] BINP(ロシア連邦)

    • Country Name
      RUSSIA FEDERATION
    • Counterpart Institution
      BINP
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      3
  • [Journal Article] Performance evaluation of a silicon strip detector for positrons/electrons from a pulsed a muon beam2020

    • Author(s)
      Aoyagi T.、Honda Y.、Ikeda H.、Ikeno M.、Kawagoe K.、Kohriki T.、Kume T.、Mibe T.、Namba K.、Nishimura S.、Saito N.、Sasaki O.、Sato N.、Sato Y.、Sendai H.、Shimomura K.、Shirabe S.、Shoji M.、Suda T.、Suehara T.、Takatomi T.、Tanaka M.、Tojo J.、Tsukada K.、Uchida T.、Ushizawa T.、Wauke H.、Yamanaka T.、Yoshioka T.
    • Journal Title

      Journal of Instrumentation

      Volume: 15 Pages: P04027~P04027

    • DOI

      10.1088/1748-0221/15/04/p04027

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Positron tracking detector for J-PARC muon g-2/EDM experiment2020

    • Author(s)
      Yamanaka T.、Mibe T.、Saito N.、Sato Y.、Yoshioka T.、et al.
    • Journal Title

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

      Volume: 958 Pages: 162786~162786

    • DOI

      10.1016/j.nima.2019.162786

    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of a front-end ASIC for silicon-strip detectors of the J-PARC muon g-2/EDM experiment2020

    • Author(s)
      Sato Yutaro、Fujita Yowichi、Hamada Eitaro、Kishishita Tetsuichi、Mibe Tsutomu、Sasaki Osamu、Shoji Masayoshi、Suehara Taikan、Tanaka Manobu、Tojo Junji、Tsutsumi Tuki、Yamanaka Takashi、Yoshioka Tamaki
    • Journal Title

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

      Volume: 969 Pages: 164035~164035

    • DOI

      10.1016/j.nima.2020.164035

    • Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Beam commissioning of muon beamline using negative hydrogen ions generated by ultraviolet light2019

    • Author(s)
      Nakazawa Y.、Bae S.、Choi H.、Choi S.、Iijima T.、Iinuma H.、Kawamura N.、Kitamura R.、Kim B.、Ko H.S.、Kondo Y.、Mibe T.、Otani M.、Razuvaev G.P.、Saito N.、Sue Y.、Won E.、Yamazaki T.、Yasuda H.
    • Journal Title

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

      Volume: 937 Pages: 164~167

    • DOI

      10.1016/j.nima.2019.05.043

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A new approach for measuring the muon anomalous magnetic moment and electric dipole moment2019

    • Author(s)
      Abe M.、Mibe T.、Saito N.、Sato Y.、Yamanaka T.、Yoshioka T.、et al.
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2019 Pages: 053C02

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz030

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] J-PARC muon g-2/EDM実験:崩壊陽電子再構成アルゴリズムを用いた測定精度の見積もり2020

    • Author(s)
      山中隆志
    • Organizer
      日本物理学会第75回年次大会
  • [Presentation] J-PARC muon g-2/EDM 実験:シリコンストリップ検出器用読み出し ASIC の開発 II2020

    • Author(s)
      藤田陽一
    • Organizer
      日本物理学会第75回年次大会
  • [Presentation] J-PARC muon g-2/EDM実験シリコンストリップ検出器の実機製作に向けた開発状況2020

    • Author(s)
      佐藤優太郎
    • Organizer
      日本物理学会第75回年次大会
  • [Presentation] J-PARC muon g-2/EDM実験:シリコンストリップ検出器の実機製作に向けたASIC冷却システムの開発2020

    • Author(s)
      牛澤昴大
    • Organizer
      日本物理学会第75回年次大会
  • [Presentation] J-PARC muon g-2/EDM実験:シリコンストリップ検出器の高位置精度の組み立て方法の開発2020

    • Author(s)
      来見田将大
    • Organizer
      日本物理学会第75回年次大会
  • [Presentation] J-PARC E34 実験:ミューオン線形加速器中速部用DAW 空洞の開発2020

    • Author(s)
      竹内佑甫
    • Organizer
      日本物理学会第75回年次大会
  • [Presentation] Muon g-2 experiments2020

    • Author(s)
      Tsutomu Mibe
    • Organizer
      KEK-PH 2019
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of Front-end ASIC for Silicon-strip Detector of J-PARC Muon g-2/EDM Experiment2019

    • Author(s)
      Yutaro Sato
    • Organizer
      12th International “Hiroshima” Symposium on the Development and Application of Semiconductor Tracking Detectors (HSTD12)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Positron Tracking Detector for Muon g-2/EDM Experiment at J-PARC2019

    • Author(s)
      Tamaki Yoshioka
    • Organizer
      J-PARC Symposium 2019
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] J-PARC muon g-2/EDM experiment2019

    • Author(s)
      Yutaro Sato
    • Organizer
      J-PARC Symposium 2019
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Test of heat transportation on readout board for positron detector in J-PARC muon g-2/EDM experiment2019

    • Author(s)
      Takahiro Ushizawa
    • Organizer
      J-PARC Symposium 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Error Studies for Muon Linac in the Muon g-2/EDM Experiment at J-PARC2019

    • Author(s)
      Yusuke Takeuchi
    • Organizer
      J-PARC Symposium 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] J-PARC muon g-2/EDM 実験:シリコンストリップ検出器用読み出し ASIC の開発2019

    • Author(s)
      藤田陽一
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
  • [Presentation] J-PARC muon g-2/EDM実験:シリコンストリップ検出器の試験モジュールの運用と実機製作に向けた開発2019

    • Author(s)
      佐藤優太郎
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
  • [Presentation] J-PARC muon g-2/EDM 実験 : シリコンストリップ検出器における読み出し部冷却性能評価2019

    • Author(s)
      牛澤昴大
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
  • [Presentation] Development of Silicon Strip Detector for J-PARC Muon g-2/EDM Experiment2019

    • Author(s)
      Takashi Yamanaka
    • Organizer
      3rd International Conference on Charged Lepton Flavor Violation
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Status of muon EDM experiment at J-PARC2019

    • Author(s)
      Tsutomu Mibe
    • Organizer
      Kick-off workshop for the search of a muon EDM using the frozen spin technique at PSI
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Muon g-2/EDM measurement at J-PARC2019

    • Author(s)
      Tsutomu Mibe
    • Organizer
      2nd IBS Conference on Dark World
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Experiment update J-PARC2019

    • Author(s)
      Tsutomu Mibe
    • Organizer
      INT Workshop INT-19-74W, Hadronic contributions to (g-2)μ
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Muon dipole moments2019

    • Author(s)
      Tsutomu Mibe
    • Organizer
      International school on charged lepton flavor violation
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] J-PARC g-2/EDM実験

    • URL

      http://g-2.kek.jp/portal/index.html

  • [Remarks] 九州大学g-2/EDM実験ホームページ

    • URL

      http://epp.phys.kyushu-u.ac.jp/index.php?g-2

  • [Remarks] ミューオンg-2/EDM実験グループが純国産シリコンストリップ検出器用集積回路の開発に成功

    • URL

      https://www2.kek.jp/ipns/ja/post/2020/03/20200309/

  • [Remarks] 【特集】ミューオンでまだ見ぬ宇宙の謎を解け! ミューオン g-2/EDM実験グループの挑戦

    • URL

      https://www2.kek.jp/ipns/ja/post/2019/06/20190610/

  • [Funded Workshop] 国際スクール「International school on muon dipole moments and hadronic effects」2019

URL: 

Published: 2021-01-27  

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