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2013 Fiscal Year Annual Research Report

ミュオニウム基底状態の超微細構造分光

Research Project

Project/Area Number 23244046
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

松田 恭幸  東京大学, 総合文化研究科, 准教授 (70321817)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 齊藤 直人  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 (20321763)
下村 浩一郎  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, 准教授 (60242103)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywordsミュオニウム原子 / ミュオン / 超微細構造 / マイクロ波分光
Research Abstract

本研究の目的はミュオニウム原子の基底状態の超微細構造の精密分光を行うことである。
本研究を実現するためには、不均一度が1ppm以下の磁場を作る超伝導磁石、1ppm以下の精度を持つ磁場モニター、二つの共鳴周波数を持つRF共鳴空洞、不純物濃度が1ppm以下の高純度のKrガスを長期間保持するガスチェンバー、高磁場中で作動し高いレートに耐えられる陽電子検出器等が必要となる。
昨年度までに作成した共鳴空洞とガスチェンバーに加えて新たにガスハンドリングシステムを取り付け、コミッショニングを行った。実験結果の系統誤差を評価する上で重要な温度とガス圧力の制御については所定の性能を達成する見通しを得たが、ガス純度を実験中常にモニターするための Q-mass スペクトロメータを実験環境下で動作させることができなかった。現在新たにガスクロマトグラフィーを用いたオンライン計測システムを構築中である。
陽電子検出器については昨年度までに完成した改良版検出器をビームを用いてテストし、高レートに耐えられることを実証した。これらの成果は H26年3月の日本物理学会等で発表された。
超伝導磁石の開発を進めるとともに、その作る磁場を 0.1ppm 以下の精度で測定することができる磁場測定装置の開発を進めた。NMR 信号をデジタル処理することで多くの測定点のデータを同時に短期間で測定するシステムの構築に成功した。
また、高磁場下で動作可能なビームプロファイルモニタの開発に成功した。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (20 results)

All 2014 2013

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Online full two-dimentional imaging of pulsed muon beams at J-PARC MUSE using a gated image intensifier2014

    • Author(s)
      T. U. Ito, A. Toyoda, W. Higemoto, M. Tajima, Y. Matsuda, K. Shimomura
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A

      Volume: vol. 754 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.nima.2014.04.014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of High-Rate Positron Tracker for the Muonium Production Experiment at J-PARC2014

    • Author(s)
      S. Kanda, H. Fujimori, Y. Fukao, Y. Ikedo, K. Ishida, M. Iwasaki, N. Kawamura, K. M. Kojima, M. Lee, S. Makimura, T. Mibe, Y. Miyake, J. Nakamura, Y. Nagashima, T. Nagatomo, K. Nagumo, S. Nishimura, S. Okada, N. Saito, K. Shimomura, T. Suzuki, P. Strasser, K. Ueno, E. Won
    • Journal Title

      JPS Conference Proceedings

      Volume: 2 Pages: 010404-1-7

    • DOI

      10.7566/JPSCP.2.010404

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurement of Muonium Hyperfine Splitting at J-PARC2014

    • Author(s)
      K. S. Tanaka, N. Saito, K. Shimomura, Y. Matsuda, et al. (他32名)
    • Journal Title

      JPS Conference Proceedings

      Volume: 2 Pages: 010405-1-6

    • DOI

      10.7566/JPSCP.2.010405

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] H Line; A Beamline for Fundamental Physics in J-PARC2014

    • Author(s)
      Naritoshi Kawamura, Akihisa Toyoda, Tsutomu Mibe, Naohito Saito, Masaharu Aoki, Koichiro Shimomura, Yasuhiro Miyake
    • Journal Title

      JPS Conference Proceedings

      Volume: 2 Pages: 010112-1-6

    • DOI

      10.7566/JPSCP.2.010112

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurement of muonium emission from silica aerogel2013

    • Author(s)
      P. Bakule, M. Iwasaki, S. Kanda, Y. Matsuda, N. Saito, K. Shimomura, 他25名
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: vol.2013 Pages: 103C01-103C10

    • DOI

      10.1093/ptep/ptt080

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] J-PARC MUSE H-line optimization for the g-2 and MuHFS experiments2013

    • Author(s)
      A. Toyota, Y. Fujiwara, Y. Fukao, O. Kamigaito, N. Kawamura, Y. Matsuda T. Mibe, T. Ogitsu, N. Saito, K. Sasaki, K. Shimomura, M. Sugano, K. Tanaka, D. Tomono, H.A. Torii
    • Journal Title

      Journal of Physics : Conference Series

      Volume: vol. 408 Pages: 012073-1-4

    • DOI

      10.1088/1742-6596/408/1/012073

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Superconducting Magnet Design for the Hyperfine Structure Measurement of Muonium at the J-PARC2013

    • Author(s)
      K. Sasaki, M. Sugano, R. Ohkubo, T. Ogitsu, N. Saito, K. Shimomura, A. Yamamoto
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      Volume: vol. 23 Pages: 4500704-1-4

    • DOI

      10.1109/TASC.2013.2245714

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cyrogenic design of a superconducting solenoid for muonium hyperfine structure measurement2013

    • Author(s)
      M. Sugano, K. Sasaki, R. Ohkubo, T. Kume, N. Kimura, R. Okada, T. Okamura, K. Shimomura, N. Saito, T. Ogitsu, A. Yamamoto
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      Volume: 23 Pages: 3800204-1-4

    • DOI

      10.1109/TASC.2012.2233259

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development status of superconducting solenoid for the MuHFS experiment at the J-PARC2013

    • Author(s)
      K. Sasaki, M. Sugano, H. Iinuma, T. Ogitsu, N. Saito, K. Shimomura, A. Yamamoto
    • Journal Title

      Jounal of Physics: Conference Series

      Volume: 408 Pages: 012074-1-4

    • DOI

      10.1088/1742-6596/408/1/012074

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] J-PARC MUSE におけるミュオニウム超微細構造測定2014

    • Author(s)
      田中香津生
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学(神奈川県平塚市)
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] ミュオニウム超微細構造測定に向けた磁場測定プローブの開発2014

    • Author(s)
      佐々木憲一
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学(神奈川県平塚市)
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] J-PARC MUSE におけるミュオニウムの超微細構造の精密測定2014

    • Author(s)
      松田恭幸
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学(神奈川県平塚市)
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] Precision Measurement of Muonium Hyperfine Splitting at J-PARC2014

    • Author(s)
      神田聡太郎
    • Organizer
      物構研サイエンスフェスタ
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      20140318-20140319
  • [Presentation] measurement of muonium hyperfine splitting at J-PARC2014

    • Author(s)
      田中香津生
    • Organizer
      Fundamental Physics Using Atoms 2014
    • Place of Presentation
      日本科学未来館(東京都江東区)
    • Year and Date
      20140314-20140316
  • [Presentation] measurement of muonium hyperfine splitting at J-PARC2013

    • Author(s)
      田中香津生
    • Organizer
      OIST Beam Physics and Beam Physics Youth Workshops 2013
    • Place of Presentation
      沖縄科学技術大学院大学(沖縄県恩納村)
    • Year and Date
      20131128-20131130
  • [Presentation] ミュオニウムの超微細構造精密測定のための R&D の現状2013

    • Author(s)
      下村浩一郎
    • Organizer
      日本物理学会2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学(徳島県徳島市)
    • Year and Date
      20130925-20130928
  • [Presentation] Status and prospect of the muonium experiment at J-PARC2013

    • Author(s)
      鳥居寛之
    • Organizer
      International Workshop on e+e- collisions from Phi to Psi
    • Place of Presentation
      ローマ・ラ・サピエンツァ大学(ローマ、イタリア)
    • Year and Date
      20130909-20130912
  • [Presentation] Precision measurement of muonium hyperfine splitting at J-PARC2013

    • Author(s)
      神田聡太郎
    • Organizer
      3rd Workshop on the Physics of Fundamental Symmetries and Interactions at low energies and the precision frontier
    • Place of Presentation
      PSI 研究所(フィリンゲン、スイス)
    • Year and Date
      20130909-20130912
  • [Presentation] Measurement of muonium hyperfine splitting at J-PARC2013

    • Author(s)
      田中香津生
    • Organizer
      The 15th International Workshop on Neutrino Factories, Super Beams, and Beta Beams
    • Place of Presentation
      高能物理研究所(北京、中国)
    • Year and Date
      20130819-20130824
  • [Presentation] Fundamental physics with muon - with emphasis on muonium hyperfine splitting2013

    • Author(s)
      松田恭幸
    • Organizer
      Preshool of 1st International Symposium on Science Explored by Ultra Slow Muon
    • Place of Presentation
      くにびきメッセ(島根県松江市)
    • Year and Date
      20130808-20130808
    • Invited

URL: 

Published: 2015-05-28  

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