ミューオンニュートリノ質量測定に向けた低速ミューオニックヘリウムビーム開発

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K12495
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 友野 大 大阪大学, 核物理研究センター, 特任助教(常勤) (40415245)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ミューオン / ミューオン原子

Outline of Annual Research Achievements

今年度も昨年度に引き続き、遅れていた実験装置の設計と実験に向けた装置の設計と製作を行った。最終的な目標はヘリウム3原子(He-3)へのミューオン捕獲により三重水素とミューオンニュートリノの崩壊についての調べることで、そのためのミューオンHe-3原子を生成してビームとして取り出すことが本研究の研究目標である。しかしながら当初の目的通りのHe-3でのビームを作るのが難しいしいため、実施計画を変更して前段階として実験の装置試験も兼ねHe-４中に止まった原子を引き出すことを目標に実験準備を進めた。装置は生成を行うガスチェンバーと引き出し電極からなるが、全てを予算内で賄うことは難しいのと、転用可能な装置があったため、ビーム生成部に関しては既存の真空チェンバーの改良と引き出し電極（SOA）の転用で進めることした。ただし、ビームライン等全く異なるため、ビームラインに接続するための改造と電極の利用のための装置改造等を行い、大阪大学での実験の実施に向けた整備を行った。また改造した装置のシミュレーションによる評価を進めているところである。
実際のビーム試験に関しては、大阪大学核物理研究センターの連続状ミューオンビームを用いて行うこととした。ただし、大阪大学のミューオンビームは現在ソレノイド電磁石の不具合があるため修理を行なっているため、ミューオンビーム供給ができていない。ミューオンビーム供給再開時には実験ができるよう引き続き準備を進めていく予定である。また将来的にはミューオン原子のHe-4がビーム化できるよう引き続き基礎的な研究を進める予定である。