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2015 Fiscal Year Annual Research Report

革新的な実験手法を用いたミューオン・電子転換過程の探索

Research Project

Project/Area Number 24224006
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

青木 正治  大阪大学, 理学研究科, 准教授 (80290849)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 金正 倫計  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, 研究主席 (10354747)
牧村 俊助  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, 技師 (10391715)
三宅 康博  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, 教授 (80209882)
三原 智  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 (80292837)
Project Period (FY) 2012-05-31 – 2017-03-31
Keywords素粒子実験 / 荷電レプトンレプトンフレーバ非保存 / ミューオン
Outline of Annual Research Achievements

カナダTRIUMF研究所から借用しているスペクトロメータ電磁石の動作性能試験を2015年7月にJ-PARC MLFで行った。詳細な磁場測定も行い、当該電磁石の上下磁極位置にズレがあることを見出した。ただし、このズレを組み込んだOpera3D計算磁場と測定磁場はよく一致している。このズレが電子の運動量測定に与える影響をモンテカルロ計算で評価し、物理測定に与える影響は無視できるほど小さいことを確認した。本電磁石は本研究に使用するために十分な性能を有していると結論した。
本物理実験に使用する高バースト耐性MWPC実機の動作試験を京大原子炉実験所の電子ライナックやJ-PARC MLFで行った。この際、予期しないワイヤー破断現象に直面した。この問題は、センスワイヤーとポテンシャルワイヤーを狭間隔で配置する本MWPCに固有の問題である。高電圧駆動方式を変更し、電子運動量を測定する時間だけMWPCを動作状態とすることによって解決した。
これらの経験を活かして、高いワイヤー破断耐性を持ったMWPCと新型高電圧スイッチを製造した。ビーム試験を行い、長時間安定して動作することを確認した。またこの性能試験ではMWPCガスゲインの測定も行い、ペデスタルから十分分離した信号強度が得られることを実験的に確認した。
さらに、高電圧切り替えに伴う読み出し信号線ベースラインの振動を、高電圧駆動回路の最適化(スナバー回路やダンピング抵抗の挿入)によって小さく抑えることに成功した。
既存のJ-PARC MLF D2実験エリアにおいて、小型電磁石と4台の本実験用高バースト耐性MWPCを組み合わせたシステムを動作させる総合試験を行い、全てのMWPCを安定して長時間動作させることに成功した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

物理測定に向けた電子スペクトロメータの開発は着実に進展している。
MWPCの狭間隔ワイヤー配置に伴うワイヤー破断現象を解決するために若干遅れたが、高電圧スイッチング方式を改良することによって解決することができた。
新開発MWPCを4台用いた総合試験では安定したデータ収集に成功しており、電子スペクトロメータの開発は粛々と進捗している。
ミューオン電子転換過程の探索測定に用いる大立体角ビームラインの建設が遅れている。
J-PARC MLF Dラインなど、既存のビームラインを活用してスペクトロメータシステム全体の動作確認やバックグランド測定、解析システムの構築などを行なっており、大立体角ビームラインが完成すれば直ちに物理測定を開始できるように準備を進めている。

Strategy for Future Research Activity

既存のビームラインを活用して、ミューオンが原子軌道上で崩壊することによって発生するバックグランドのスペクトル測定実験を推進する。これによって、スペクトロメータシステム全体の動作確認や解析手法の開発も推し進める。
大立体角ビームラインが完成し次第、スペクトロメータの設置調整を行い、ミッシェル崩壊などを用いたシステムの校正を行う。バックグランドのスペクトルも再測定をして装置全体に問題がないことを慎重に確認し、ミューオン電子転換過程を探索する条件で長期データ収集を行う。データ収集と並行して物理解析を推し進める。

  • Research Products

    (30 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 10 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] A Fast High-Voltage Switching Multiwire Proportional Chamber2017

    • Author(s)
      H. Natori, N. Teshima, M. Aoki, H. Nishiguchi, T. D. Nguyen, Y. Takezaki, Y. Furuya, S. Ito, S. Mihara, D. Nagao, Y. Nakatsugawa, T. M. Nguyen, Y. Seiya, K. Shimizu, K. Yamamoto
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2017 Pages: 023C01

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/ptep/ptw193

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Muon Physics at J-PARC2015

    • Author(s)
      Hiroaki Natori
    • Journal Title

      JPS Conf. Proc.

      Volume: 8 Pages: 025017

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.8.025017

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Silicon Carbide Target for a Muon-Electron Conversion Search at J-PARC MLF2015

    • Author(s)
      Y. Nakatsugawa, M. Aoki, D. Bryman, M. Ikegami, et al.
    • Journal Title

      JPS Conf. Proc.

      Volume: 8 Pages: 025013

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.8.025013

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Measurement System of the Background Proton in DeeMe Experiment at J-PARC2015

    • Author(s)
      Kazami Yamamoto, Pranab Kumar Saha, Masaharu Aoki, Satoshi Mihara, Yohei Nakatsugawa, Kousuke Shimizu, Michikazu Kinsho
    • Journal Title

      JPS Conf. Proc.

      Volume: 8 Pages: 012004

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.8.012004

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Present Status of Muon Production Target at J-PARC/MUSE2015

    • Author(s)
      Shunsuke Makimura, Naritoshi Kawamura, Satoshi Onizawa, Yukihiro Matsuzawa, et al.
    • Journal Title

      JPS Conf. Proc.

      Volume: 8 Pages: 051002

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.8.051002

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] After proton background estimation for DeeMe experiment2015

    • Author(s)
      Daiki Nagao
    • Journal Title

      Proceedings of 13th Conference on Flavor Physics and CP Violation (FPCP 2015)

      Volume: - Pages: 062

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Present Status of SiC Component R & D for “DeeMe” Rotating Target2015

    • Author(s)
      C. Kanda, J. S. Park, H. Kishimoto, S. Makimura, M. Aoki, A. Kohyama
    • Journal Title

      JPS Conf. Proc.

      Volume: 8 Pages: 031020

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.8.031020

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Advanced SiC/SiC Rotating Target for DeeMe by NITE Method2015

    • Author(s)
      Daisuke Hayasaka, Chisato Kanda, Hirotatsu Kishimoto, Akira Kohyama, Shunsuke Makimura, Masaharu Aoki
    • Journal Title

      JPS Conf. Proc.

      Volume: 8 Pages: 031018

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.7566/JPSCP.8.031018

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of a high-rate tolerant HV-switching multi-wire proportional chamber and its readout electronics for DeeMe experiment2015

    • Author(s)
      N. Teshima, M. Aoki, S. Mihara, D. Nagao, et al.
    • Journal Title

      Proceedings of 13th Conference on Flavor Physics and CP Violation (FPCP 2015)

      Volume: - Pages: 061

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Search for mu - e conversion with DeeMe experiment at J-PARC MLF2015

    • Author(s)
      N.M. Truong
    • Journal Title

      Proceedings of 13th Conference on Flavor Physics and CP Violation (FPCP 2015)

      Volume: - Pages: 060

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Hライン:建設と開発の進捗82016

    • Author(s)
      河村成肇, 大谷将士, 豊田晃久, 中津川洋平, その他
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] ミュオン電子転換過程探索実験 DeeMe :準備状況(5)2016

    • Author(s)
      青木正治, Douglas Bryman, 古谷優子, 池上雅紀, その他
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] DeeMe実験スペクトロメータ電磁石の実測磁場に基づいた性能評価2016

    • Author(s)
      中津川洋平, 青木正治, 名取寛顕, 三宅康博, その他
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] DeeMe実験スペクトロメータ電磁石の磁場測定とシミュレーションとの比較2016

    • Author(s)
      古谷優子, 青木正治, 名取寛顕, 中津川洋平, その他
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] ミューオン電子転換過程探索実験DeeMeにおけるバックグラウンド事象アフタープロトンの評価2016

    • Author(s)
      長尾大樹, 青木正治, 金正倫計, 清矢良浩, その他
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] μ-e転換過程探索実験DeeMeに用いられる検出器のビームテスト結果II2016

    • Author(s)
      手島菜月, 青木正治, 阿部尚也, 伊藤慎太郎, その他
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] μ-e転換過程探索実験DeeMeのための高レートバーストパルス耐性ワイヤチェンバーについて2016

    • Author(s)
      名取寛顕, 青木正治, 古谷優子, 河村成肇, その他
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] μ-e転換過程探索実験DeeMeで使用するガス飛跡検出器MWPCのためのHV制御システムの開発2016

    • Author(s)
      竹崎優斗, 青木正治, 清矢良浩, 手島菜月, その他
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] DeeMe実験スペクトロメータ電磁石の磁場測定と性能評価2015

    • Author(s)
      中津川洋平, 青木正治, 名取寛顕, 三宅康博, その他
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪市立大
    • Year and Date
      2015-09-25 – 2015-09-28
  • [Presentation] DeeMe実験におけるバックグラウンド事象アフタープロトンの測定と解析結果2015

    • Author(s)
      長尾大樹, 青木正治, 金正倫計, 清矢良浩, その他
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪市立大
    • Year and Date
      2015-09-25 – 2015-09-28
  • [Presentation] μ-e転換過程探索実験DeeMeに用いられるMWPC読み出し回路のビームテスト結果2015

    • Author(s)
      手島菜月, 青木正治, 阿部尚也, 伊藤慎太郎, 清矢良浩, その他
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪市立大
    • Year and Date
      2015-09-25 – 2015-09-28
  • [Presentation] μ-e転換過程探索実験DeeMeで使用するガス飛跡検出器MWPCのためのHV制御システムの開発2015

    • Author(s)
      竹崎優斗, 青木正治, 清矢良浩, 手島菜月, その他
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪市立大
    • Year and Date
      2015-09-25 – 2015-09-28
  • [Presentation] ミューオン電子転換過程探索実験DeeMeのための高レートバーストパルス耐性チェンバーについて2015

    • Author(s)
      名取寛顕, 阿部尚也, 青木正治, 古谷優子
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪市立大
    • Year and Date
      2015-09-25 – 2015-09-28
  • [Presentation] Hライン:建設と開発の進捗72015

    • Author(s)
      河村成肇, 大谷将士, 豊田晃久, 中津川洋平, 三部勉, 下村浩一郎, 青木正治, 齊藤直人, 三宅康博
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] ミュオン電子転換過程探索実験--DeeMe--:準備状況(4)2015

    • Author(s)
      山本和弘, 青木正治, Douglas Bryman, 池上雅紀, 入江吉郎, 伊藤慎太郎, その他
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-19
  • [Presentation] DeeMe2015

    • Author(s)
      M. Aoki
    • Organizer
      NuFact15: XVII International Workshop on Neutrino Factories and Future Neutrino Facilities
    • Place of Presentation
      Centro Brasileiro de Pesquisas Fisicas, Brazil
    • Year and Date
      2015-08-10 – 2015-08-15
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of a high-rate-tolerant HV-switching multi-wire proportional chamber and its readout electronics for DeeMe experiment2015

    • Author(s)
      Teshima Natsuki
    • Organizer
      Flavor Physics & CP Violation2015 (FPCP2015)
    • Place of Presentation
      Nagoya University
    • Year and Date
      2015-05-25 – 2015-05-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] After proton background estimation for DeeMe experiment2015

    • Author(s)
      Daiki Nagao
    • Organizer
      Flavor Physics & CP Violation2015 (FPCP2015)
    • Place of Presentation
      Nagoya University
    • Year and Date
      2015-05-25 – 2015-05-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Search for mu-e conversion with DeeMe experiment at J-PARC MLF2015

    • Author(s)
      Truong Minh Nguyen
    • Organizer
      Flavor Physics & CP Violation2015 (FPCP2015)
    • Place of Presentation
      Nagoya University
    • Year and Date
      2015-05-25 – 2015-05-29
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] DeeMe

    • URL

      http://deeme.hep.sci.osaka-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2018-01-16  

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