2021 Fiscal Year Final Research Report

Muon linac low beta section for precise measurement of muon g-2

Research Project

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Project/Area Number	18H03707
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
Research Institution	High Energy Accelerator Research Organization
Principal Investigator	Otani Masashi 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, 助教 (90636416)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	森下卓俊国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究副主幹 (30370480) 近藤恭弘国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 主任研究員 (40354740) 二ツ川健太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, 助教 (50713153) 河村成肇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, 特別准教授 (60311338) 飯沼裕美茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (60446515) 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, 教授 (80536938)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	ミューオン / 異常磁気能率 / 加速 / RFQ / IH-DTL / MCP / スピン
Outline of Final Research Achievements	Muon acceleration was demonstrated for the first time and its high beam quality was successfully measured. In addition, an accelerator dedicated to the low-velocity muon has been demonstrated. Based on these studies, one of the basic techniques for measuring the muon anomalous magnetic moment using unprecedented muon beams has been established.
Free Research Field	素粒子実験・加速器科学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	近年、米国フェルミ研究所でミューオン異常磁気能率(g-2)の精密測定が行われた結果、素粒子の標準模型での計算値と大きな乖離が確認された。この乖離は正体不明の暗黒物質の手掛かりであると考えられる一方、先行実験におけるミューオンビーム品質に起因する誤差などに対する懸念が払拭できないため、新しい原理のg-2測定が切望されている。本研究によるミューオン高周波加速の実証と測定手法の確立、追加速のための専用加速器の原理実証によって、ミューオン加速で得られる高品質ビームによるg-2測定が可能となった。