2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of an ambient magnetic field compensation system in an accelerator facility for the neutron electric dipole moment measurement
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20K14487
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
樋口 嵩 大阪大学, 核物理研究センター, 特任助教(常勤) (90843772)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 素粒子物理学 / 基本的対称性 / 電気双極子モーメント / 超冷中性子 / 加速器 / 磁場安定化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、TRIUMF研究所における中性子電気双極子モーメント(Electric Dipole Moment, EDM)探索実験のための環境磁場補償システムの開発を行う。目標とする精度での測定にはサイクル毎10fT程度の極めて高い磁場安定性を要する。4層の磁気シールドと原子共存磁力計を用いることでこの要請を達成できる見通しであるが、実験装置が設置されるTRIUMFの加速器施設内には、主にサイクロトロンの漏れ磁場による、最大約350マイクロ・テスラの強い背景静磁場が存在し、磁気シールドに用いられる高磁化率材を飽和させてしまう恐れがある。そこで、本研究では、磁気シールドの性能を保つため、磁気シールドを取り囲むコイルによって加速器施設内の環境磁場を打ち消す、環境磁場補償システムを開発する。
2020年度は、磁場補償システムの設計とTRIUMFにおける要素開発を予定していたが、新型コロナウィルス感染症蔓延の影響で、TRIUMFでの作業を延期し、データ解析および設計に専念した。過去に取得した背景静磁場分布の測定データをもとに、有限要素法によるシミュレーションによって、実験エリアに磁気シールドが置かれた場合に磁気シールド面内に生じる磁束密度分布を求めた。また、磁気シールドの面内磁束密度を飽和磁束密度の半分未満に打ち消すようなコイルの組み合わせを設計し、そのために必要な電流量などの特性を明らかにした。
現在、シミュレーションの結果をもとに、具体的な設計を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初、2020年度は設計とTRIUMFにおける要素開発を行う予定だったが、新型コロナウィルス感染症蔓延の影響で渡航を延期し、設計に専念した。そのため装置開発に遅れが出ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、2020年度に行ったシミュレーションをもとに、より具体的な設計および中性子EDM測定装置の他の要素との干渉を防ぐための調整を行っている。これらを終え、2021年度後半にTRIUMFで主要な装置開発を試験を行う予定である。
磁気シールドとともに環境磁場補償システムを2022年に設置することを現在の目標としている。
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| Causes of Carryover |
当初、TRIUMFでの装置開発を予定していたが、新型コロナウィルス感染症蔓延の影響で作業の延期せざるを得なくなったため。
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