2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study on the charged lepton flavor mixing using the high-intensity pulsed muon beam
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17H06135
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
三原 智 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, 教授 (80292837)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
上野 一樹 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 (20587464)
五十嵐 洋一 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, 講師 (50311121)
吉田 誠 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, 研究機関講師 (70379303)
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)
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| Project Period (FY) |
2017-05-31 – 2022-03-31
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| Keywords | 素粒子実験 / 量子ビーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミューオンビーム診断を行うためのStrEcal検出器の製作を開始した。StrEcal検出器の構成要素の一つであるストロー飛跡検出器の製作は別途進行中であり、本研究ではもう一方の構成要素である LYSO カロリメータ検出器を建設を推進した。 研究開始後、まずはカロリメータ検出器のコストダウンの方法を検討し、カロリメータ検出器の構造体の設計検討も行った。その後、連携研究者・協力研究者の協力を得て、結晶モジュールの製作を開始した。カロリメータ検出器の製作は当初計画していた通り、結晶メーカーにLYSO結晶の製作を依頼して入手し、光センサーとしてAPDを使用した。LYSO結晶の製作に当たっては国内外を含む複数の結晶メーカーに製作検討を依頼し、結晶の性能向上を達成するとともにコストダウンを行うことに成功した。
結晶にAPDを装着して完成させた結晶モジュールは、順次検査を行いコストダウンを行っても要求性能を満たしていることを確認した。検査には、実際の実験で使用するデータ収集用エレクトロニクスを使用することでエレクトロニクスの検査も同時に行っている。
これらの開発研究と平行して、ビーム診断実施時に円滑にデータ解析を進めるためのシミュレーション研究も行った。シミュレーションを進めるに当たっては海外共同研究者の協力を得た。
これらの開発研究と並行して、ビーム運転中にビームの状況を監視するためのモニター検出器の開発も行った。検出器としては放射線耐性に優れたダイヤモンド検出器を陽子加速器トンネル中で使用することに成功し、ミューオンビームのプロファイルを測定するためのファイバー検出器の設計開発も行った。また次年度以降の研究を円滑に進めるため、ビームコリメータを配置するブリッジソレノイドの設計検討、陽子標的物質の検討を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究遂行中に結晶製作メーカーより性能が向上したLYSO結晶の作成が可能になったとの連絡を受け、研究グループ内で検討したところ検出器性能が向上できる可能性があることが判明した。この検討を進めるために当初予定よりも長い制作準備期間を要したが、研究費を次年度に繰り越すことにより当初の研究予定を変更することなく研究を継続できている。
LYSO結晶以外の研究開発に関しては、連携研究者、海外共同研究者の協力を得ながらすべてが当初の予定通り進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に引き続き、LYSO結晶モジュールの製作を継続しつつカロリメータ構造体の設計を行う。その他の研究も連携研究者、海外共同研究者の協力を得ながら継続する。またミューオンビームラインのビームコリメータを格納するためのブリッジソレノイドの製作を開始する。
これらの研究を円滑に進めるため次年度からは若手研究員一名を採用する。また検出器試験結果等、すでに得られた研究成果に関しては、物理学会、国際会議の場で順次成果発表を行うとともに学術論文としての出版を積極的に進めていく。
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