Study on high efficiency muonium production for the applications such as muon colliders

Research Project

Project/Area Number	25K07334
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	石禎浩京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (00525834)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	佐藤朗大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (40362610)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2028-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2027: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000) Fiscal Year 2026: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000) Fiscal Year 2025: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords	高品質ミュオンビーム / 負ミュオニウムイオン / 金属表面生成 / ミュオンコライダー
Outline of Research at the Start	ミュオニウム原子は電子親和力が水素原子と同様に正(0.75eV)である。したがって、ミュオニウム原子の負イオン化が可能である。負イオン化の効率良い手法として、プラズマを介した低仕事関数金属表面-原子間相互作用がある。この手法がミュオニウム原子にも同様に有効であれば、ミュオンコライダー等の高エネルギー加速器に要求されるエミッタンスと強度のミュオン源が可能となる。本研究は、低仕事関数金属表面 - ミュオニウム原子間の相互作用において、どの程度効率良く負イオン化が可能であるかについての実験的検証ならびに理論的評価を行い、高エネルギーミュオンコライダーミュオン源としての可能性の目処を目途とする。