| 研究課題/領域番号 |
19H01930
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
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| 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 |
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研究代表者 |
久米 達哉 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 機械工学センター, 講師 (40353362)
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| 研究分担者 |
道畑 正岐 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (70588855)
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, 教授 (80536938)
高増 潔 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (70154896)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
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| キーワード | alignment monitor / interferometer / oprical frequency comb / ball lens / muon / g-2 / EDM / 光周波数コム / 絶対測長干渉計 / エタロン / 自由スペクトル領域 / パルス間隔 / ボールレンズ / 測長網 / ミューオン異常磁気能率 / 電気双極子能率 / アライメント / FSR / 三次元座標導出 / 圧縮 / 校正 / シミュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ミューオン異常磁気能率と電気双極子能率の精密測定実験では，一様磁場中にて周期運動するミューオンの崩壊陽電子の飛跡を求めることで，ミューオンの歳差運動の周期と方向を高い精密で測定する．当該実験に望まれる精度を実現するには，崩壊陽電子の飛跡検出器を構成するベーンと呼ばれる板状位置センサアレイをμm精度で組み立て，実験が行われる数ヶ月以上の間，それらの姿勢が変動しないことを保証する必要がある．
本研究では，高精度高安定な光周波数コムに基づく絶対測長干渉計の複数の測長路からなる三次元測長網を用いたアライメントモニターを開発し，上記検出器の高精度組み立てと，変動監視に適用可能であることを実証する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では、J-PARCにおけるg-2/EDM精密測定実験にて用いられる陽電子飛跡検出器を構成するベーン間の姿勢変化を監視する高精度アライメントモニターの実現を目指して、絶対測長干渉計、ボールレンズ光学系、測長網の３つの要素技術開発に取り組んだ。
その結果、偏波保持した光学系を用いることでppmレベルの測長が実現可能であること、ボールレンズの径は大きな程有利、屈折率はコリメータとしては低いほど、リフレクタとしては 2近傍が望ましいこと、 測長網については、ベーン上のセンサ近傍に設置したリフレクタ位置をベーン上方から監視する構成が最適との見通しが得られ、アライメントモニター実現への指針が得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究を通して、光周波数コムをエタロンに通すことで、エタロンの自由スペクトル領域、FSRで決定する広い調整範囲を持つ光パルスが発生し、そのパルス間隔は、高精度高安定な光周波数コムを基準に、サブppmの不確かさで評価可能であるとの知見が得られた。
これらの知見は、既存技術では実現困難なサブppmレベルの不確かさでの高精度高安定なアライメント評価を、より広範な対象に適用可能とするための技術基盤となり、本研究計画が目標とするJ-PARCにおけるg-2/EDM精密測定実験のような先端科学分野はもとより、より一般的な産業分野を含めた広範な科学、技術分野に貢献するものと期待される。
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