大強度ミューオン源の開発と物理への応用

• 研究課題/領域番号: 13894008
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 企画調査
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 笹尾 登 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10115850)
• 研究分担者: 久野 良孝 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30170020) ; 永宮 正治 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (90011692) ; 永嶺 謙忠 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (50010947) ; 坂元 眞一 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (50215646) ; 森 義治 高エネルギー加速器研究機構, 加速器センター, 教授 (30124176)
• 研究期間 (年度): 2001
• 研究課題ステータス: 完了 (2001年度)
• 配分額: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 2001年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: ミューオン源 / 位相回転 / FFAG

研究概要

この研究の目的は大強度ミューオン源を可能にする方式を明確にし、その応用の可能性を探ることである。大強度ミューオン源に関しては2つのKey Words、「Phase Rotation」と「FEAG」を中心にして検討を進めた。ここで「Phase Rotation」とは加速・減速器により異なるエネルギーを持つ粒子のエネルギーを揃え、それにより輝度を高める方式である。また「FFAG」は固定磁場を使ったシンクロトロンの一種であり、運動量アクセプタンス・横方向アクセプタンスが大きいのが特徴である。定期的な会合および2回のワークショップを行い次のような成果を得た。
ハードウエアーについては(1)標的・パイオン捕獲:耐放射線標的の検討、パイオン捕獲方式の検討と粒子生成スペクトルのSimulation、超伝導ソレノイドの設計など、(2)FFAAG加速器:ラテイス設計、粒子軌道Simulation、RF空洞・RF源検討、入射・取り出しキッカー電磁石設計、(3)パイオン捕獲用超伝導電磁石、(4)大強度ミューオン源を使った素粒子実験に於ける検出器、特に超伝導スペクトルメーター、等を詳細に検討した。また大強度ミューオン源の応用に関しては、(1)レプトン・フレーバー非保存過程に代表される素粒子物理、(2)大強度ミューオンを使った化学、(3)微量元素分析と医学診断、(4)その他を深く研究した。ワークショップの成果については別途報告する。