2015 Fiscal Year Annual Research Report
エキゾチック分子イオンの生成による正規ミューオニュームの創生の研究
| Project/Area Number |
25400299
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
板橋 隆久 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 研究員 (20112071)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高久 圭二 大阪大学, 核物理研究センター, 助教 (30263338)
佐藤 朗 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40362610)
坂本 英之 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70423126) [Withdrawn]
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 正規ミューオニューム / フリクショナル冷却 / エミッタンス密度 / 高輝度粒子 / ECRプラズマ / 水素ガスプラズマ / ミューオニューム / ミューオニック原子 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画は量子電気力学や素粒子の標準理論を検証するために、正規ミューオニュームの創生を目的とした。そのため正負ミューオンを低速高輝度化して分子イオンを径由して、正規ミューオニュームを検出する。正負ミューオン（寿命2.2マイクロ秒）は、高エネルギー原子核反応や素粒子反応で作られるため、短時間での減速、冷却が不可欠である。粒子光学的にはエネルギー幅やエミッタンス密度などを改善する必要がある。
減速用の極薄炭素膜と加速電場を用いて正負ミューオンビームの終端速度への最適化を目標にして、GEANT4によるシミュレーションを行った。減速のための領域は、ミューオニューム、ミューオニック原子の生成を避け、荷電粒子のエネルギー損失におけるブラッグピークより低速領域に設定した（フリクショナル冷却の条件）。
この条件は機動性を生かしてミューオンビームの代わりとして阻止能の等価な陽子ビームによる３５keV->～10 keV 減速実験を行うこととした。従ってはじめに以下のような条件を想定した。一つの加速・減速スタックは薄膜（15nmのカーボン）と１cmのギャップ、入り口と出口にそれぞれ仮想のplane (No.1-20)の構成からなる。加速電圧（８５２０V/m)の有無によって若干のエミッタンス密度の改良が見られているが,ストラグリングの効果もありいまだ十分とはいえない。
従って実証実験装置（陽子エネルギー５０keV 以下の高輝度粒子発生装置）により、陽子ビームを用いて亜低速、高輝度ビームの生成法を開発した。亜低速ミューオンビームとほぼ等しい速度領域の陽子ビームにたいして炭素薄膜や水素ガスなどのモデレーターを用いて減速させて、そのエミッタンス密度、分解能などの測定を行い減速量とその幅など最適化を行った。低速領域の荷電粒子の測定法の確立を開発している。さらに、ECRプラズマを利用する高効率のモデレーターの開発の基礎設計を行った。
|
-
[Journal Article] Low Energy Muon Apparatus for True Muonium Production2015
Author(s)
Takahisa Itahashi1, Hideyuki Sakamoto1, Akira Sato1, and Keiji Takahisa2
-
Journal Title
Proceedings of the 2nd International Symposium on Science at J-PARC - Unlocking the Mysteries of Life, Matter and the Universe -
Volume: 1
Pages: 25004-1-6
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
-
-
-
-
-
-
