• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

ミュオニウム超微細構造精密測定によるミュオン質量の精度向上と新物理探索

研究課題

研究課題/領域番号 17H01133
研究種目

基盤研究(A)

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

下村 浩一郎  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (60242103)

研究分担者 鳥養 映子  山梨大学, その他部局等, 客員教授 (20188832)
福山 武志  大阪大学, 核物理研究センター, 協同研究員 (40167622)
三部 勉  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (80536938)
野村 大輔  香川高等専門学校, 一般教育科(詫間キャンパス), その他 (40583555)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
45,240千円 (直接経費: 34,800千円、間接経費: 10,440千円)
2019年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2018年度: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2017年度: 20,800千円 (直接経費: 16,000千円、間接経費: 4,800千円)
キーワードミュオン / ミュオニウム / 超微細構造 / 超微細相互作用 / 超伝導電磁石 / 素粒子実験 / 精密測定
研究成果の概要

本研究の目的はミュオニウムの基底状態の超微細構造の精密分光を行うことである。J-PARC 物質・生命科学実験施設で取りだされる世界最高強度のミュオンビームを用いて10数年前に行われた先行研究を200倍上回る統計量を蓄積し、ミュオンの質量と磁気モーメントをこれまでより一ケタ程度上回る精度で決定することを目指すことが最終目標である。本研究期間中にはゼロ磁場下での共鳴測定に成功し、様々な測定・解析手法を開発するとともに、同条件では世界最高精度を達成した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の採取目標はミュオニウムの超微細構造とミュオン磁気モーメントを従来より10倍高い精度で測定することにより、束縛系量子電磁力学の最高精度検証、標準理論の重要な入力パラメタであるミュオンの質量の精度向上、ローレンツ対称性などの基礎的対称性の検証を目的としている。本期間内の研究活動によって、ゼロ磁場下での測定精度を従来の2倍まで改善することに成功し、来るJ-PARCミュオン施設のHライン完成時における高磁場実験のための基礎開発が終了した。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (59件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (47件) (うち国際学会 29件、 招待講演 21件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] U. of Massachusetts Amherst(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Seoul National Univ.(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] TRIUMF(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Performance evaluation of a silicon strip detector for positrons/electrons from a pulsed a muon beam2020

    • 著者名/発表者名
      Aoyagi T.、Honda Y.、Ikeda H.、Ikeno M.、Kawagoe K.、Kohriki T.、Kume T.、Mibe T.、Namba K.、Nishimura S.、Saito N.、Sasaki O.、Sato N.、Sato Y.、Sendai H.、Shimomura K.、Shirabe S.、Shoji M.、Suda T.、Suehara T.、Takatomi T.、Tanaka M.、Tojo J.、Tsukada K.、Uchida T.、Ushizawa T.、Wauke H.、Yamanaka T.、Yoshioka T.
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 15 号: 04 ページ: P04027-P04027

    • DOI

      10.1088/1748-0221/15/04/p04027

    • 関連する報告書
      2019 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] g-2 of charged leptons, \alpha(M^2_Z), and the hyperfine splitting of muonium2020

    • 著者名/発表者名
      Alexander Keshavarzi, Daisuke Nomura, Thomas Teubner
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 号: 1

    • DOI

      10.1103/physrevd.101.014029

    • 関連する報告書
      2019 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] New precise measurements of muonium hyperfine structure at J-PARC MUSE2019

    • 著者名/発表者名
      P. Strasser et al.
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences 198, 00003 (2019)

      巻: 198 ページ: 00003-00003

    • DOI

      10.1051/epjconf/201919800003

    • 関連する報告書
      2018 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] Possibility of New Precise Measurements of Muonic Helium Atom HFS at J-PARC MUSE2018

    • 著者名/発表者名
      P. Strasser, K. Shimomura, and H. A. Torii
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 21 ページ: 011045-011045

    • DOI

      10.7566/jpscp.21.011045

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 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] Muon g‐2 and alpha: A new data‐based analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Alexander Keshavarzi, Daisuke Nomura, Thomas Teubner
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 11 ページ: 114025-114025

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.114025

    • 関連する報告書
      2018 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] Strong coupling from e^+ e^‐ ‐‐> hadrons below charm2018

    • 著者名/発表者名
      Diogo Boito, Maarten Golterman, Alexander Keshavarzi, Kim Maltman, Daisuke Nomura, Santiago Peris, Thomas Teubner
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 号: 7 ページ: 074030-074030

    • DOI

      10.1103/physrevd.98.074030

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Precise spectroscopy of muonium hyperfine structure using Kr-He mixture gas2020

    • 著者名/発表者名
      瀬尾俊
    • 学会等名
      The 12th International Workshop on Fundamental Physics Using Atoms (FPUA2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] クリプトンヘリウム混合気体中におけるミュオニウム超微細構造の精密分光2020

    • 著者名/発表者名
      瀬尾俊
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高磁場におけるミュオニウム超微細構造測定のための時間微分法開発2020

    • 著者名/発表者名
      多田紘規
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高磁場下におけるミュオニウム超微細構造精密測定に向けた前置検出器開発2020

    • 著者名/発表者名
      福村省三
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Discussions on a shimming strategy to obtain very homogeneous magnetic fields using shimming calculation based on TSVD2020

    • 著者名/発表者名
      Mitsushi Abe, Ken-ichi Sasaki, Hiroshi Yamaguchi, Toru Ogitsu, Koichiro Shimomura, Tsutomu Mibe, Naohito Saito, Chiori Ohgane, Moe Sugita, Kyosuke Yanai, Hiromi Iinuma, Masayoshi Saito, Toya Tanaka
    • 学会等名
      The 10th ACASC/ 2nd Asian-ICMC/ CSSJ Joint Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Present status of muonium hyperfine splitting in J-PARC2019

    • 著者名/発表者名
      下村浩一郎
    • 学会等名
      International Conference on Precision Physics and Fundamental Physical Constants (FFK2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] MuSEUM2019

    • 著者名/発表者名
      下村浩一郎
    • 学会等名
      Third Plenary Workshop of the Muon g-2 Theory Initiative (INT Workshop INT-19-74W)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ミューオン崩壊における時間反転対称性の破れを探索する新たな実験の提案2019

    • 著者名/発表者名
      下村浩一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Muon pair production from ILC2019

    • 著者名/発表者名
      下村浩一郎
    • 学会等名
      International Workshop on Future Linear Colliders (LCWS2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Status of Standard Model Prediction for Muon g-22019

    • 著者名/発表者名
      野村大輔
    • 学会等名
      The 21st International Workshop on Neutrinos from Accelerators (NuFACT 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Measuring both T-violation and Majoranality of neutrinos in muon decays2019

    • 著者名/発表者名
      野村大輔
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] J-PARCミュオニウム超微細構造測定の実験状況2019

    • 著者名/発表者名
      西村昇一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Muonium Hyperfine Structure Measurement in a Zero/High Magnetic Field at J-PARC2019

    • 著者名/発表者名
      西村昇一郎
    • 学会等名
      J-PARC symposium 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Muon Spin Resonance Experiment in the High Magnetic Field at J-PARC2019

    • 著者名/発表者名
      西村昇一郎
    • 学会等名
      Materials Research Meeting 2019 (MRM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spectroscopy of Muonium Hyperfine Structure at J-PARC2019

    • 著者名/発表者名
      上野恭裕
    • 学会等名
      The 21st Workshop on Neutrinos from Accelerators (NuFact2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] クリプトンヘリウム混合気体中におけるミュオニウム超微細構造の精密分光2019

    • 著者名/発表者名
      瀬尾俊
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Precise measurement of muonium hyperfine structure using Kr-He mixture gas2019

    • 著者名/発表者名
      瀬尾俊
    • 学会等名
      The 3rd J-PARC Symposium (J-PARC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Precise spectroscopy of muonium hyperfine structure using Kr-He mixture gas2019

    • 著者名/発表者名
      瀬尾俊
    • 学会等名
      Physics of fundamental Symmetries and Interactions - PSI2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High precision measurement of muonium hyperfine structure2019

    • 著者名/発表者名
      田中陶冶
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Charged Lepton Flavor Violation (CLFV2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spectroscopy of muonium hyperfine structure2019

    • 著者名/発表者名
      田中陶冶
    • 学会等名
      Workshop “New Developments of Muon Physics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高磁場におけるミュオニウム超微細構造測定に向けた磁場測定器開発2019

    • 著者名/発表者名
      田中陶冶
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of magnetic field measurement system for muonium hyperfine structure spectroscopy with high magnetic field2019

    • 著者名/発表者名
      田中陶冶
    • 学会等名
      J-PARC symposium 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] J-PARCでの高磁場ミュオニウム超微細構造の精密分光に向けた前置検出器の開発2019

    • 著者名/発表者名
      福村省三
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of forward detector for measurement of muonium hyperfine structure in high magnetic field at J-PARC2019

    • 著者名/発表者名
      福村省三
    • 学会等名
      J-PARC symposium 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MRI磁石を用いた超高均一度シミングの可能性検討2019

    • 著者名/発表者名
      阿部充志, 佐々木憲一,山口博史,荻津透,下村浩一郎,三部勉,齊藤直人,田中陶冶,大金千織, 齋藤真慶, 杉田萌,楊井京輔, 飯沼裕美
    • 学会等名
      第98回低温工学会・超伝導学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ILCによるミュオン生成とその利用2019

    • 著者名/発表者名
      下村浩一郎
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 従来精度を打ち破るミューオニウム超微細構造のマイクロ波分光2019

    • 著者名/発表者名
      鳥居寛之
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Muon g‐2: a new data‐based analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Nomura
    • 学会等名
      international worksop "e^+ e^‐ Collisions From Phi to Psi 2019 (Phipsi19)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ミューオン異常磁気能率に対する標準理論計算:最近の進展2019

    • 著者名/発表者名
      野村大輔
    • 学会等名
      日本物理学会 第 74 回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Muonium Hyperfine Structure Measurement at J-PARC2019

    • 著者名/発表者名
      Shoichiro Nishimura
    • 学会等名
      FPUA2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 時間微分法で迫るMu HFS精密測定2019

    • 著者名/発表者名
      西村昇一郎
    • 学会等名
      ミュオン科学と加速器研究
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Auxiliary measurements, esp. mumu/mup in Muonium; MuSEUM experiment2018

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Shimomura
    • 学会等名
      The 15th International Workshop on TauLepton Physics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Measurement of hyperfine splitting of muonism at J-PARC2018

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Shimomura
    • 学会等名
      第5回日米物理学会合同核物理分科会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Muonium HFS measurement; Past, Present, Future2018

    • 著者名/発表者名
      Koichiro Shimomura
    • 学会等名
      Physics of muonium and related topics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] スピン共鳴信号の時間微分解析によるミューオニウム原子高精度分光2018

    • 著者名/発表者名
      鳥居寛之
    • 学会等名
      日本物理学会2018秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] New precise measurements of muonium hyperfine structure at J-PARC MUSE2018

    • 著者名/発表者名
      Strasser Patrick
    • 学会等名
      Quantum Technology International Conference(QTech2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Precision spectroscopy of exotic atoms involving muon2018

    • 著者名/発表者名
      Sohtaro Kanda
    • 学会等名
      The 20th International Workshop on Neutrinos (NuFact2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Precision Spectroscopy of Muonic Systems with High-intensity Pulsed Muon Beam2018

    • 著者名/発表者名
      Sohtaro Kanda
    • 学会等名
      Global Developments of Researches in Lepton Flavor Physics with Muons
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] New Precision Measurement of Muonium Hyperfine Structure2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Ueno
    • 学会等名
      International Conference on High Energy Physics (ICHEP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Standard Model prediction for the muon g‐22018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Nomura
    • 学会等名
      The 20th International Workshop on Neutrinos (NuFact2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Muon g‐2: a new data‐based anlysis2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Nomura
    • 学会等名
      2018 WPI‐next mini‐workshop 'Hints for New Physics in Heavy Flavors'
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] muon g-2 の理論2018

    • 著者名/発表者名
      野村大輔
    • 学会等名
      Flavor Physics Workshop 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Precise spectroscopy of muonium hyperfine structure at J-PARC2018

    • 著者名/発表者名
      Shun Seo
    • 学会等名
      7th Symposium on Symmetries in Subatomic Physics (SSP 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高磁場におけるミュオニウム超微細構造精密測定2018

    • 著者名/発表者名
      瀬尾俊
    • 学会等名
      日本物理学会2018秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Precision measurement of muonium hyperfine structure at J-PARC2018

    • 著者名/発表者名
      Shoichiro Nishimura
    • 学会等名
      NITHEP2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ミュオニウム超微細構造精密測定実験の進展2018

    • 著者名/発表者名
      西村昇一郎
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Precise Measurement of Muonium Hyperfine Structure2017

    • 著者名/発表者名
      K.Shimomura
    • 学会等名
      International Workshop on Fundumental Physics using Neutron and Atoms
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] http://msl-www.kek.jp/MuonScience-G/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] New Developments of Muon Precision Physics2019

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Physics of muonium and related topics2018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi