2020 Fiscal Year Research-status Report
高磁場中ミュオニウム超微細構造測定高精度化のための新解析手法の研究
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19K14746
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
西村 昇一郎 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, 博士研究員 (20836431)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ミュオニウム / 超微細構造 / 精密測定実験 / 検出器開発 / 解析手法開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高磁場中におけるミュオニウム超微細構造精密測定実験において測定精度を向上させるために、新解析手法として期待されているラビ振動分光法の開発と、統計量を増やし、かつ系統的不確かさを見積もるための前置検出器の開発を進めている。
ラビ振動分光法は従来の共鳴曲線の中心値からではなく、ラビ振動信号の時間発展から直接共鳴周波数を求める手法で、マイクロ波周波数掃引が不必要になり、それに起因する系統的不確かさを抑制することができる。本年度は、予備実験であるゼロ磁場測定実験において、ラビ振動分光法を適用した解析を進め、その結果をまとめた。論文にまとめて、現在査読中である。
また、前置検出器はパルスビームに対応した高レート耐性を有する検出器が必要で、セグメント化するためにプラスチックシンチレーションファイバーとSiPMを組み合わせた検出器での検討を進めている。本年度は前年度のシミュレーションによる最適化の結果に基づき、検出器試作機の開発を進めた。高精細な造形物を製作できる光造形タイプの3DプリンターでSiPMにファイバーを固定、かつ遮光もしてしまうという新しいアイデアのもと、治具の設計・製作を進めて、検出器プロトタイプの開発に成功した。さらに、完成した検出器プロトタイプをビームに照射して、ミュオン崩壊陽電子が検出できていることを確認できた。より詳細な情報については現在解析を進めており、量産化の一歩手前に到達した。
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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
ラビ振動分光法については高磁場実験の評価の前に、ゼロ磁場の結果をまとめて、論文化して査読中の状態まで進んだ。
前置検出器については、試作機開発を進めて光造形タイプの3Dプリンターで製作するファイバー治具が有効であることが確認でき、前置検出器の大まかなデザインは完成した。クロストークなどの検出器性能の評価が一部不十分であるため、詳細に詰めていく必要がある。
残念ながらCOVID-19の影響で国際会議などの発表の機会がなくなってしまったが、オンラインでの会議が増えてきたことを鑑み、成果発表の機会を翌年度に回した。
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| Strategy for Future Research Activity |
オンライン国際会議の場でこれまでの成果の発表を行う。また前置検出器の性能について詳細に解析を進めていく。場合によっては試作機２号機を製作し、さらなる性能向上を目指す。
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| Causes of Carryover |
COVID-19の影響で業者との打ち合わせもできず、検出器改善のために購入する物品の選定に必要な時間が増えたため、多少の遅れを生じた。また、国際会議の発表の機会を失ってしまったため、旅費も次年度に繰り越さざるを得なくなった。
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