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素粒子物理の新時代を切り拓くミューオン線型加速器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H03666
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

大谷 将士  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (90636416)

研究分担者 岩下 芳久  京都大学, 化学研究所, 准教授 (00144387)
近藤 恭弘  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, 副主任研究員 (40354740)
研究協力者 北村 遼  東京大学, 理学研究科
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2016年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2015年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワード素粒子 / ミューオン / 線型加速器 / 異常磁気能率 / プロファイル / IH / RFQ / J-PARC / 線型加速 / IH-DTL / BPM / MCP / DTL / DLS / 加速器 / 素粒子実験 / 量子ビーム / APF / DAW / g-2
研究成果の概要

ミューオン異常磁気能率(g-2)は素粒子標準模型と3標準偏差以上の乖離があるが、10年以上もの間これを検証する測定結果がない。そこで我々はミューオン線型加速技術を用いた新原理によるミューオンg-2測定を行い、この乖離に決着をつけ素粒子物理の新しい時代を開拓しする。一方でミューオン線型加速技術はこれまでに前例がなく、実験実現の大きな壁となっていた。
本研究では以下の3つを実現した。(1)前例のないミューオン線型加速器(25meVから212MeVまで加速)の設計を完了(2)1個の低エネルギーミューオンに感度のある高感度ビームプロファイルモニターの開発(3)世界初のミューオン高周波加速の実証

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (65件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (52件) (うち国際学会 17件、 招待講演 8件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Seoul National University/Korea University(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ロスアラモス国立研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Budker Institute of Nuclear Physics/Novosibirsk State University(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Seoul National University/Korea University(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] ロスアラモス国立研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Budker Institute of Nuclear Physics/Novosibirsk State University(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Beam dynamics design of the muon linac high-beta section2017

    • 著者名/発表者名
      Kondo Y、Hasegawa K、Otani M、Mibe T、Yoshida M、Kitamura R
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 874 ページ: 012054-012054

    • DOI

      10.1088/1742-6596/874/1/012054

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crossbar H-mode drift-tube linac design with alternative phase focusing for muon linac2017

    • 著者名/発表者名
      Otani M、Futatsukawa K、Hasegawa K、Kitamura R、Kondo Y、Kurennoy S
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 874 ページ: 012038-012038

    • DOI

      10.1088/1742-6596/874/1/012038

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] First trial of the muon acceleration for J-PARC muon g-2/EDM experiment2017

    • 著者名/発表者名
      Kitamura R、Otani M、Fukao Y、Kawamura N、Mibe T、Miyake Y、Shimomura K、Kondo Y、Hasegawa K、Bae S、Kim B、Razuvaev G、Iinuma H、Ishida K、Saito N
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 874 ページ: 012055-012055

    • DOI

      10.1088/1742-6596/874/1/012055

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The low energy muon beam profile monitor for the muon g-2/EDM experiment at J-PARC2017

    • 著者名/発表者名
      G.P. Razuvaeva, S. Bae, H. Choi, S. Choi, H.S. Ko, B. Kim, R. Kitamura, T. Mibe and M. Otani
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 12 号: 09 ページ: C09001-C09001

    • DOI

      10.1088/1748-0221/12/09/c09001

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Interdigital H-mode drift-tube linac design with alternative phase focusing for muon linac2016

    • 著者名/発表者名
      M. Otani et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Accelerators and Beams

      巻: 19 号: 4 ページ: 040101-040101

    • DOI

      10.1103/physrevaccelbeams.19.040101

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 遂に実現したミューオン高周波加速の今後の展望2018

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 遂に実現したミューオン高周波線型加速2018

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      第4回IFMIF研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 遂に実現したミューオン高周波線型加速2018

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      Muon科学と加速器研究
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] RFQによるミューオン加速試験の結果2018

    • 著者名/発表者名
      北村遼
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 紫外光由来H-イオンを用いたミューオンRF加速試験用診断ビームラインの試運転2018

    • 著者名/発表者名
      中沢雄河
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Re-acceleration of ultra cold muon in J-PARC muon facility2018

    • 著者名/発表者名
      近藤恭弘
    • 学会等名
      9th International Particle Accelerator Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 負ミューオニウムイオンを用いて実現したミューオン高周波線型加速2017

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      平成29年度負イオン研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 遂に実現したミューオン高周波線型加速2017

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      ビーム物理研究会2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] RFQを用いたミューオン加速の準備状況2017

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] DTL design for muon linac2017

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      第14回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Crossbar H-mode drift-tube linac design with alternative phase focusing for muon linac2017

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      8th International Particle Accelerator Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] RFQによるミューオン加速用低速ミューオン源のビーム評価2017

    • 著者名/発表者名
      北村遼
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] FIRST TRIAL OF THE MUON ACCELERATION FOR J-PARC MUON G-2/EDM EXPERIMENT2017

    • 著者名/発表者名
      北村遼
    • 学会等名
      8th International Particle Accelerator Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] BEAM DYNAMICS DESIGN OF THE MUON LINAC HIGH-BETA SECTION2017

    • 著者名/発表者名
      近藤恭弘
    • 学会等名
      8th International Particle Accelerator Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] J-PARCでのRFQによるミューオン加速に向けた準備状況と展望2017

    • 著者名/発表者名
      北村遼
    • 学会等名
      第14回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] J-PARCにおけるg-2/EDM精密測定実験用ミューオンリニアックの高ベータセクション2017

    • 著者名/発表者名
      近藤恭弘
    • 学会等名
      第14回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] “Development of a Muon Linac for the g-2/EDM Experiment at J-PARC2016

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      28th LINEAR ACCELERATOR CONFERENCE
    • 発表場所
      East Lansing (USA)
    • 年月日
      2016-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ミュオン異常磁気能率精密測定(J-PARC E34)を目指したミュオン線型加速器の開発2016

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      日本物理学会第 71 回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス (宮城、仙台)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] J-PARCミューオンg-2/EDM実験におけるミューオン加速実現に向けた低速ミューオン源生成実験の結果報告と展望2016

    • 著者名/発表者名
      北村遼
    • 学会等名
      日本物理学会第 71 回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス(宮城、仙台)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Design of a bi-periodic DAW for Muon linac2016

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      2015 年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • 発表場所
      つくば国際会議場 (茨城県、つくば)
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Simulation Design of an APF IH-DTL for Muon linac2016

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      2015 年度量子ビームサイエンスフェスタ
    • 発表場所
      つくば国際会議場、茨城県 (茨城県、つくば)
    • 年月日
      2016-03-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Design of a bi-periodic DAW for Muon linac2016

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      Interplay between LHC and Flavor Physics
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知、名古屋)
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a Muon Linac for the g-2/EDM Experiment at J-PARC2016

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      Interplay between LHC and Flavor Physics
    • 発表場所
      名古屋大学 (愛知、名古屋)
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 世界初のミューオン線型加速器の開発2016

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      第 5 回超異分野学
    • 発表場所
      ライフサイエンスハブ (東京、日本橋)
    • 年月日
      2016-03-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] The world’s first muon linac towards the muon g-2/EDM experiment at J-PARC2016

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      Storage Rings and Test of Fundamental Symmetries
    • 発表場所
      理研和光キャンパス (埼玉県、和光市)
    • 年月日
      2016-03-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of a Muon Linac for the g-2/EDM Experiment at J-PARC2016

    • 著者名/発表者名
      M. Otani
    • 学会等名
      28th LINEAR ACCELERATOR CONFERENCE
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of a muon linac for the g-2/EDM experiment at J-PARC2016

    • 著者名/発表者名
      M. Otani
    • 学会等名
      The international workshop on future potential of high intensity accelerators for particle and nuclear physics
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] KMI Experiment Seminar2016

    • 著者名/発表者名
      M. Otani
    • 学会等名
      The World’s First Muon Linac towards the J-PARC g-2/EDM Experiment
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] APF IH-DTL Design for the Muon LINAC in the J-PARC Muon g-2/EDM Experiment2016

    • 著者名/発表者名
      M. Otani
    • 学会等名
      7th International Particle Accelerator Conference
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Muon LINAC for the Muon g-2/EDM Experiment at J-PARC2016

    • 著者名/発表者名
      M. Otani
    • 学会等名
      7th International Particle Accelerator Conference
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Design of a bi-periodic DAW for Muon linac2016

    • 著者名/発表者名
      M. Otani
    • 学会等名
      Interplay between LHC and Flavor Physics
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation Design of an APF IH-DTL for Muon linac2016

    • 著者名/発表者名
      M. Otani
    • 学会等名
      Interplay between LHC and Flavor Physics
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Slow Muon Source Measurement towards Muon Acceleration at J-PARC MLF2016

    • 著者名/発表者名
      M. Otani
    • 学会等名
      Interplay between LHC and Flavor Physics
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] The world’s first muon linac towards the muon g-2/EDM experiment at J-PARC2016

    • 著者名/発表者名
      M. Otani
    • 学会等名
      Storage Rings and Test of Fundamental Symmetries
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ミューオンg-2精密測定にむけたミューオン線型加速器の開発2016

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      計測システム研究会2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 加速器DTLの設計方法2016

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      Open-It若手研究会2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Muon linac design for the J-PARC muon g-2/EDM experiment2016

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      超低速ミュオンが拓く科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ミューオン線型加速器APF方式IH-DTLデザイン2016

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      第13回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ミュオン異常磁気能率精密測定(J-PARC E34)を目指したミュオン線型加速器の開発2016

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of the muon linac for the muon g-2/EDM experiment in J-PARC2016

    • 著者名/発表者名
      R. Kitamura
    • 学会等名
      NuFact 2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ミューオンg-2/EDM実験のためのRFQを用いたミューオン初期加速の現状2016

    • 著者名/発表者名
      北村遼
    • 学会等名
      第13回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] J-PARCにおけるミューオンg-2/EDM精密測定実験のためのミューオンリニアック2016

    • 著者名/発表者名
      近藤 恭弘
    • 学会等名
      第13回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Deflector Design for Spin Rotator in Muon Linear Accelerator2016

    • 著者名/発表者名
      S. Artikova
    • 学会等名
      28th LINEAR ACCELERATOR CONFERENCE
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] J-PARC g-2/EDM 実験ミュオン線型加速器のための APF IH-DTL の設計2015

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      ビーム物理研究会 2015
    • 発表場所
      いばらき量子ビーム研究センター (茨城県、東海村)
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ミューオン g-2/精密測定にむけたミューオン加速の原理実証2015

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      日本物理学会 2015 年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市大 (大阪府、大阪市)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] J-PARCミューオンg-2/EDM精密測定実験のためのミューオン加速試験に向けた低速ミューオン源の開発2015

    • 著者名/発表者名
      北村遼
    • 学会等名
      日本物理学会 2015 年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市大 (大阪府、大阪市)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 素粒子物理の新時代を切り拓くミューオン加速2015

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      ROIS H27 若手クロストーク
    • 発表場所
      八ヶ岳ロイヤルホテル (山梨県、北杜市)
    • 年月日
      2015-08-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] g-2 J-PARC2015

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      XVII International Workshop on Neutrino Factories and Future Neutrino Facilities
    • 発表場所
      Centro Brasileiro (Brazil)
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Muon LINAC for the Muon g-2/EDM Experiment at J-PARC2015

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      XVII International Workshop on Neutrino Factories and Future Neutrino Facilities
    • 発表場所
      Centro Brasileiro (Brazil)
    • 年月日
      2015-08-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] J-PARC E34 実験ミューオン線型加速器の原理実証及び空洞設計2015

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      第 12 回日本加速器学会年会
    • 発表場所
      福井あいあいプラザ (福井県、敦賀)
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF MUON LINAC FOR THE MUON G-2/EDM EXPERIMENT AT J-PARC2015

    • 著者名/発表者名
      大谷将士
    • 学会等名
      6 th International Particle Accelerator Conference
    • 発表場所
      Richmond (USA)
    • 年月日
      2015-05-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Muon LINAC for the Muon g-2/EDM Experiment at J-PARC2015

    • 著者名/発表者名
      近藤恭弘
    • 学会等名
      6 th International Particle Accelerator Conference
    • 発表場所
      Richmond (USA)
    • 年月日
      2015-05-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 東大齊藤研究室/総研大ミューオン精密測定研究室

    • URL

      http://g-2.kek.jp/gakusai/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] J-PARCミューオンg-2/EDM実験

    • URL

      http://g-2.kek.jp/portal/index.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-08-31  

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