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ミュオン水素原子超微細構造エネルギー測定手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 15H05450
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

佐藤 将春  国立研究開発法人理化学研究所, 主任研究員研究室等, 協力研究員 (50554044)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2017年度)
配分額 *注記
24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2016年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2015年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
キーワードミュオン水素原子 / 実験核物理 / ミュオン / 超微細構造 / レーザー分光
研究実績の概要

前年度末に英国ラザフォードアップルトン研究所内理研ミュオン施設PORT-4実験エリアに於いて負ミュオンビームを用いたバックグランド測定を行った結果、ミュオン静止後の崩壊電子の時間スペクトル上に予期しないバックグランドがある事が判明したため、当該年度の初めにPORT-4実験エリアでカウンター形状・読み出し方法を変えてバックグラウンドの再測定を行った。その測定により、シンチレーターを両読みかつ2層にする事でこのバックグランド事象を大幅に減らせる事が分かった。この成分が何に由来するものであるのかは引き続き調査が必要であるが、まずは実験遂行なバックグランド除去レベルを実現する事が可能であることが分かった。この測定はPORT-4実験エリアにて行ったが、本実験を遂行する予定のPORT-1実験エリアでもこのバックグランド事象を確認する必要がある。一方、ビームライン電磁石の故障の為長らく使用ができなかったPORT-1実験エリアが2017年3月から利用可能となり、ビームプロファイルモニターを用いて負ミュオンのビームプロファイル及びビーム強度を実測した。ビーム利用が一日しかできなかった為、バックグラウンド測定はできなかったが、ビームプロファイル等はガス標的に静止させるミュオン数を最適化させる為には重要な情報である為、この測定が出来ビームプロファイル及びミュオンビーム強度が確認できた事は非常に大きな進展であった。今後、静止ミュオンの詳細なモンテカルロシミュレーションを詰める事及び、製作した検出器試作機を用いてPORT-1エリアにてバックグラウンド測定を行う事で、崩壊電子検出器の最終形状を決定する事が出来ると考える。その後、実機の検出器を用いたバックグラウンド測定を経る事で、ミュオン水素原子超微細構造エネルギー測定手法確立できる考えている。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] Measurement of the proton Zemach radius from the hyperfine splitting energy in muonic hydrogen2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤 将春
    • 学会等名
      The 6th Yamada workshop on Muonic X and gamma ray spectroscopy 2016
    • 発表場所
      大阪大学核物理研究センター(大阪府)
    • 年月日
      2016-09-26
    • 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] ミュオン水素原子超微細構造エネルギー測定のための中赤外レーザーの開発2016

    • 著者名/発表者名
      相川 脩
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of the proton Zemach radius from the hyperfine splitting energy in the muonic hydrogen.2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤 将春
    • 学会等名
      8th International Workshop on “Fundamental Physics Using Atoms” (FPUA2015)
    • 発表場所
      理化学研究所
    • 年月日
      2015-11-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ミュオン水素原子超微細構造レーザー分光による陽子半径の測定実験2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤 将春
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ミュオン水素原子超微細構造エネルギー測定のための中赤外レーザーの開発(1)2015

    • 著者名/発表者名
      相川 脩
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of the Proton Zemach Radius from the Hyperfine Splitting Energy in the Ground-State Muonic Hydrogen2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤 将春
    • 学会等名
      XVI International Conference on Hadron Spectroscopy
    • 発表場所
      ニューポートニューズ USA
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-01-16  

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