| 研究課題/領域番号 |
20K14487
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
樋口 嵩 大阪大学, 核物理研究センター, 招へい准教授 (90843772)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 電気双極子モーメント / 加速器 / 磁場安定化 / 時間反転対称性 / CP対称性の破れ / 超冷中性子 / 中性子 / 磁気シールド / 素粒子実験 / 磁場安定性 / CP対称性 / 素粒子物理学 / 基本的対称性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
TRIUMF研究所での中性子の電気双極子モーメント(EDM)探索実験のために不可欠な実験要素の開発を行う。
目標とする精度での中性子EDM測定には、実験装置内の極めて高い磁場の安定性を要するが、実験は強い背景磁場や磁場の変動が存在する加速器施設内で行われる。本研究ではこのような加速器施設内の環境磁場を適切なコイルの組み合せによって打ち消す補償システムを開発する。このシステムに、4層の磁気シールドと共存磁力計を組み合わせることで、目標とする磁場の安定度を達成できる見込みである。測定により得られた磁場の特徴に基づき、数値計算と有限要素法によるシミュレーションを用いて適切なコイルの設計と製作を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、TUCAN中性子EDM実験のための環境磁場補償システムを開発した。中性子EDM測定に要求される環境実現のため、高性能磁気シールドルーム(MSR)を開発してきたが、装置が設置される施設にはサイクロトロン加速器の漏れ磁場による数100 uTの強い背景磁場が存在し、そのMSRの遮蔽能力への悪影響が懸念された。そこで、この問題の解決のための環境磁場補償システムを開発した。MSR製作前に実験エリアで測定した3次元磁場分布をもとに、環境磁場、MSRと補償コイルを実装したシミュレーションを行い、MSR最外層の面内磁束密度強度を約半分に軽減するコイルを設計し、その試験製作と励磁試験を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で扱ったような磁気シールドルーム(MSR)は、代表的なものではベルリンPTBのBMSR-2など医療イメージングなどの応用のために、世界の数か所で共用施設として利用されているが、本研究のような加速器からの強い漏れ磁場が存在する場所に設置される例は過去にない。その意味で、本研究は、加速器施設内へのMSR導入の一つのモデルケースを提示した。これは将来の幅広い分野へのMSRの応用のために有意義な知見を与えると考えている。
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