大強度パルスミュオン発生のための湾曲ソレノイド開発

• 研究課題/領域番号: 22244033
• 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, 准教授 (60242103)
• 研究分担者: 斉藤 直人 (齊藤 直人) 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (20321763) ; 岩崎 雅彦 理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 主任研究員 (60183745) ; 豊田 晃久 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, 助教 (20373186) ; 深尾 祥紀 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, 助教 (80443018)
• 連携研究者: 三宅 康博 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (80209882) ; 河村 成肇 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究機関講師 (60311338) ; STRASSER Patrick 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究機関講師 (20342834) ; 萩津 透 高エネルギー加速器研究機構, 共通基盤研究施設超伝導工学センター, 教授 (30185524)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 46,020千円 (直接経費: 35,400千円、間接経費: 10,620千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円); 2011年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円); 2010年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
• キーワード: ミュオン / 超伝導電磁石 / ビームライン / 高放射線場 / 超伝導磁石

研究概要

従来より１桁上回る輸送効率を持つビームラインを構築するため、新しい光学設計に基づくミュオンビームラインを設計した。本ビームラインは従来の４重極電磁石、偏向電磁石からなる方式と異なり、ソレノイドおよび軸収束系を用いている。本科研費ではその最も重要な構成要素である、湾曲型のソレノイドの開発を行った。
この湾曲ソレノイドは上２つの４５度の湾曲部を約６ｍの直線部の前後に設置する構成になっており、中性子・ガンマ線などのバックグランドの低減をはかり、かつ直線部にステアリング磁石を設置することで、正・負のミュオンを弁別できる。本装置を用いてＪ－ＰＡＲＣにおいて世界最高強度のミュオンビームが達成された。

研究成果

• [雑誌論文] Muonium Hyperfine Splitting Measurement at J-PARC (2014)
  • 著者名/発表者名: K. S. Tanaka, M. Aoki, H. Iinuma, Y. Ikedo, K. Ishida, M. Iwasaki, Y. Ueno, R. Ohkubo, T. Ogitsu, R. Kadono, O. Kamigaito, N. Kawamura, D. Kawall, S. Kanda, K. Kubo, T. Kume, A. Koda, K. M. Kojima, N. Saito, N. Sakamoto, K. Sasaki, K. Shimomura, M. Sugano, D. Tomono, A. Toyoda, H. A. Torii, E. Torikai, K. Nagamine, K. Nishiyama, P. Strasser, Y. Fukao, Y. Fujiwara, Y. Matsuda, T. Mibe, Y. Miyake, and M. Yoshida
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc. 010405 巻: 2 ページ: 1-6
  • DOI: 10.7566/jpscp.2.010405
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of high-rate positron tracker for the muonium production experiment at J-PARC (2014)
  • 著者名/発表者名: Kanda, H. Fujimori, Y. Fukao, Y. Ikedo, K. Ishida, M. Iwasaki, N. Kawamura, K. M. Kojima, M. Lee, S. Makimura, T. Mibe, Y. Miyake, J. Nakamura, Y. Nagashima, T. Nagatomo, K. Nagumo, S. Nishimura, S. Okada, N. Saito, K. Shimomura, T. Suzuki, P. Strasser, K. Ueno, and E. Won
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 2 ページ: 010404-010404
  • DOI: 10.7566/jpscp.2.010404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra Slow Muon Project at J-PARC MUSE (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Takashi, J. Nakamura, S. Makimura, N. Kawamura, H. Fujimori, A. Koda, Y. Kobayashi, K. Nishiyama, R. Kadono, W. Higemoto, T.U. Ito, T. Ogitsu, Y. Makida, K. Sasaki, T. Adachi, and E. Torikai
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc 巻: 2 ページ: 10101-10101
  • DOI: 10.7566/jpscp.2.010101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Positron separators in Superomega muon beamline at J-PARC (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ikedo, Y. Miyake, K. Shimomura, P. Strasser, N. Kawamura, K. Nishiyama, S. Makimura, H. Fujimori, A. Koda, J. Nakamura, T. Nagatomo, Y. Kobayashi, T. Adachi, A.D. Pant, T. Ogitsu, T. Nakamoto, K. Sasaki, H. Ohhata, R. Okada, A. Yamamoto, Y. Makida, M. Yoshida, T. Okamura , R. Okubo, W. Higemoto, T.U. Ito, K. Nakahara, and K. Ishida
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 巻: B 317 ページ: 365-368
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2013.07.060
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconducting curved transport solenoid with dipole coils for charge selection of the muon beam (2013)
  • 著者名/発表者名: P. Strasser, Y. Ikedo, Y. Miyake, K. Shimomura, N. Kawamura, K. Nishiyama, S. Makimura, H. Fujimori, A. Koda, J. Nakamura, T. Nagatomo, T. Adachi, A.D. Pant, T. Ogitsu, Y. Makida, M. Yoshida, K. Sasaki, T. Okamura, H. Ohhata, T. Nakamoto, R. Okada, R. Ohkubo, A. Yamamoto, W. Higemoto, T.U. Itoh, K. Ishida, and K. Nakahara
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 巻: B 317 ページ: 361-364
  • DOI: 10.1016/j.nimb.2013.07.046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development status of superconducting solenoid for the MuHFS experiment at the J-PARC (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sasaki, M. Sugano, R. Ohkubo, H. Iinuma, T. Ogitsu, N. Saito, K. Shimomura, and A. Yamamoto, J. Phys.
  • 雑誌名: Jounal of Physics: Conference Series 巻: 408
  • DOI: 10.1088/1742-6596/408/1/012074
  • 査読あり
• [雑誌論文] The H line: a brand new beam line for fundamental physics at the J-PARC muon facility (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Kawamura, A. Toyoda, M. Aoki, N. Saito, S. Mihara, K. Shimomura, and Y. Miyake, J. Phys.
  • 雑誌名: Conf. Ser. 巻: 408
  • DOI: 10.1088/1742-6596/408/1/012072
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superconducting Magnet Design for the Hyperfine Structure Measurement of Muonium at the J-PARC (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Sasaki, M. Sugano, R. Ohkubo, T. Ogitsu, N. Saito, K. Shimomura, and A. Yamamoto
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: 23
  • DOI: 10.1109/tasc.2013.2245714
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyrogenic design of a superconducting solenoid for muonium hyperfine structure measurement (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Sugano, K. Sasaki, R. Ohkubo, T. Kume, N. Kimura, R. Okada, T. Okamura, K. Shimomura, N, Saito, T. Ogitsu, and A. Yamamoto
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Applied Superconductivity 巻: 23 ページ: 3800204-3800204
  • DOI: 10.1109/tasc.2012.2233259
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra Slow Muon Microscopy by Laser Resonant Ionization at J-PARC, MUSE (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyake, Y. Ikedo, K. Shimomura, P. Strasser, N. Kawamura, K. Nishiyama, A. Koda, H. Fujimori, S. Makimura, J. Nakamura, T. Nagatomo, R. Kadono, E. Torikai, M. Iwasaki, S. Wada, N. Saito, K. Okamura, K. Yokoyama, T. Ito, and W. Higemoto
  • 雑誌名: Hyperfine Interactions 巻: 216 ページ: 79-83
  • DOI: 10.1007/s10751-012-0759-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] J-PARC Muon Facility, MUSE (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyake, K. Shimomura, N. Kawamura, P. Strasser, A. Koda, S. Makimura, H. Fujimori, Y. Ikedo, K. Nakahara, S. Takeshita, M. Kato, K. Kojima, Y. Kobayashi, K. Nishiyama, R. Kadono, W. Higemoto, T. U. Ito, K. Ninomiya, K. Kubo, and K. Nagamine
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 30 ページ: 46-49
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2012.04.037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Muon Beam Slicer at J-PARC MUSE (2012)
  • 著者名/発表者名: W. Higemoto, T.U. Ito, K. Ninomiya, R.H. Heffner, K. Shimomura, K. Nishiyama, and Y. Miyake
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 30 ページ: 30-33
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2012.04.033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra Slow Muon Microscopy for Nano-science (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Miyake, N. Nishida, J. Yoshino, W. Higemoto, E. Torikai, K. Shimomura, Y. Ikedo, N. Kawamura, P. Strasser, S. Makimura, H. Fujimori, K. Nakahara, A. Koda, Y. Kobayashi, K. Nishiyama, R. Kadono, T. Ogitsu, Y. Makida, K. Sasaki, T. Adachi, and K. Nagamine, J. Phys.
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 302 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1088/1742-6596/302/1/012038
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possibility of precise measurements of muonium HFS at J‐PARC MUSE (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Shimomura
  • 雑誌名: AIP Conf. Proc. 巻: 1382 ページ: 245-247
  • DOI: 10.1063/1.3644324
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Status of the Superomega Muon Beamline (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Ikedo Y. Miyake, K. Shimomura, P. Strasser, K. Nishiyama, N. Kawamura, H. Fujimori, S. Makimura, A. Koda, K. Nakahara, T. Ogitsu, Y. Makida, T. Adachi, M. Yoshida, A. Yamamoto, T. Nakamoto, K. Sasaki, K. Tanaka, N. Kimura, W. Higemoto, Y. Ajima, K. Ishida, Y. Matsuda, and A. Sato
  • 雑誌名: AIP Conf.Proc.1382 巻: 1382 ページ: 220-222
  • DOI: 10.1063/1.3644317
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conceptual Design of a Superconducting Solenoid System for the Super Omega Muon Beam Line at J-PARC (2011)
  • 著者名/発表者名: 槙田康博、下村浩一郎, その他12名
  • 雑誌名: Ieee Transactions on Applied Superconductivity 巻: 21 ページ: 1725-1729
  • DOI: 10.1109/tasc.2010.2089405
  • 査読あり
• [学会発表] J-PARC MUSE におけるミュオニウムの超微細構造の精密測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] J-PARC/MLF ミュオンビームラインU ラインの現 (2014)
  • 著者名/発表者名: 池戸豊,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] J-PARC MUSE におけるミュオニウム超微細構造測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中香津生,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] ミュオニウム超微細構造測定に向けた磁場測定プローブの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 水谷丈洋,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス
  • 年月日: 2014-03-30
• [学会発表] J-PARC/MLF ミュオンビームラインUラインの現状 (2014)
  • 著者名/発表者名: 池戸豊、下村浩一郎 他
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス
• [学会発表] イメージインテンシファイアを用いたミュオンビームプロファイルモニ タの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤孝,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学 常三島キャンパス
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] ミュオニウムの超微細構造精密測定のためのR&Dの現状 (2013)
  • 著者名/発表者名: 下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学 常三島キャンパス
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] J-PARC/MLFにおけるスーパーオメガミュオンビームラインIX (2013)
  • 著者名/発表者名: 池戸豊,三宅康博、下村浩一郎
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学 常三島キャンパス
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] J-PARC における超低速ミュオン顕微鏡 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長友傑,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 徳島大学 常三島キャンパス
  • 年月日: 2013-09-27
• [学会発表] J-PARC MUSE におけるミュオニウム超微細構造測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中香津生,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 高知大学 朝倉キャンパス
  • 年月日: 2013-09-20
• [学会発表] ミュオニウム超微細構造測定に向けた磁場プローブの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 2013年秋季大会
  • 発表場所: 高知大学 朝倉キャンパス
  • 年月日: 2013-09-20
• [学会発表] 大強度ミュオンビームラインSuper-Omega におけるビーム測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 足立泰平,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] J-PARC MUSE におけるミュオニウム超微細構造測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中香津生,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] J-PARC MUSE におけるミュオニウム超微細構造測定実験でのビームプロ ファイルモニタの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田島美典,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] ミュオニウムの超微細構造の精密測定に向けての開発現状 (2013)
  • 著者名/発表者名: 下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] J-PARC/MLF におけるスーパーオメガミュオンビームラインVIII (2013)
  • 著者名/発表者名: 池戸豊,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] J-PARC MUSE における超低速ミュオンビームラインの建設 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長友傑,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] Present status of J-PARC MUSE (2013)
  • 著者名/発表者名: K.Shimomura
  • 学会等名: NuFact 2013
  • 発表場所: 中毒・北京IHEP
• [学会発表] -6J-PARC/MLFにおけるスーパーオメガミュオンビームラインVIII (2013)
  • 著者名/発表者名: 池戸豊
  • 学会等名: 日本物理学会 第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス
• [学会発表] 大強度ミュオンビームラインSuper-Omegaにおけるビーム測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 足立泰平
  • 学会等名: 日本物理学会 第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス
• [学会発表] J-PARC・MLF・超低速ミュオン顕微鏡計画のためのレーザー輸送系の設 計・製作の現状 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村惇平,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] -PARC・MLF・超低速ミュオン顕微鏡計画のためのレーザー輸送系の設 計・製作の現状 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村惇平,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大 学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] J-PARC MUSE における超低速ミュオンビームラインの建設 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長友傑,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大 学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] J-PARC MUSE におけるミュオニウムの超微細構造の精密測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 豊田晃久,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大 学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] J-PARC/MLF におけるスーパーオメガ ミュオンビームラインVII (2012)
  • 著者名/発表者名: 池戸豊,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大 学
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] J-PARC MUSE におけるミュオニウム生成実験のための陽電子飛跡検出器の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神田聡太郎,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大 学
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] J-PARC MUSE におけるミュオニウム超微細構造測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中香津生,下村浩一,郎
  • 学会等名: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大 学
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] ミュオニウムの超微細構造精密測定のための高磁場均一度を有する超伝導磁石システムの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野未知央,下村浩一郎, 他
  • 学会等名: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大 学
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] -6J-PARC/MLFにおけるスーパーオメガミュオンビームラインVII (2012)
  • 著者名/発表者名: 池戸豊
  • 学会等名: 日本物理学会 2012年秋季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
• [学会発表] J-PARC/MLFにおけるスーパーオメガビームライン (2011)
  • 著者名/発表者名: 池戸豊、下村浩一郎, その他19名
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学(富山県)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] J-PARC MUSEにおけるミュオニウムの超微細構造の精密測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 下村浩一郎, その他6名
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 弘前大学(青森県)
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] 大強度ミュオン・子蘊奥ビームラインの基礎開発研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 足立康平、下村浩一郎, その他11名
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 九州工業大学
  • 年月日: 2010-09-12
• [備考]
  • URL: http://msl.kek.jp/MSL_index.html
• [備考] KEK物質構造科学研究所ミュオン科学研究系
  • URL: http://msl.kek.jp/