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2019 年度 実績報告書

ミュオン異常磁気能率の精密測定による新物理法則の探索

研究課題

研究課題/領域番号 15H05742
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

齊藤 直人  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, センター長 (20321763)

研究分担者 吉岡 瑞樹  九州大学, 先端素粒子物理研究センター, 准教授 (20401317)
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)
研究期間 (年度) 2015-05-29 – 2020-03-31
キーワード標準模型 / ミューオン / 精密測定 / 精密磁場 / 素粒子実験 / 基礎科学実験 / 対称性
研究実績の概要

前年度に引き続きシリコン飛跡検出器の開発を中心にミュオン異常磁気能率の精密測定の準備を進めた。最終年度となる今年度は、これまで開発してきたコンポーネントを組み合わせて、陽電子検出器の組み立てを実施し、検出器モジュールの組み立て手法を確立した。並行して、J-PARCミュオンビームラインにおいて、ミュオニウム超微細構造測定実験での測定を継続し、パルスビームの特徴を生かした新しい手法によるミュオニウム超微細構造測定を確立した。現段階では、実験施設側の都合でミュオンg-2/EDMの行うためのビームラインの準備が整っていないが、ビームラインや他設備が整備され次第、実験が開始できるように陽電子飛跡検出器の量産準備を整えた。検出器モジュールの評価に関する技術論文を出版した。この論文では、本研究で開発したシリコンストリップセンサー・読み出し集積回路、読み出し回路・ファームウェア、データ収集ソフトウェアに関する概要と、陽電子ビームやミュオン崩壊で生じる陽電子を用いた評価試験の結果について報告した。

並行してミュオンg-2精密測定の実験技術設計報告書を完成させ、技術設計をまとめた論文を出版した。実際の設計に基づき系統誤差要因を考察し、g-2測定の系統誤差が70ppb以下になると見積もった(先行実験:280ppb)。技術設計をまとめた論文ではこれまでの技術開発や試験結果に基づいた、実験装置の技術設計の概要とこれらを用いて実験を実施した場合の定量的な測定感度の見積もりと想定される系統誤差について報告した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (36件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 11件、 招待講演 7件) 備考 (4件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] UBC/TRIUMF/University of Victoria(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      UBC/TRIUMF/University of Victoria
  • [国際共同研究] 北京大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      北京大学
  • [国際共同研究] ソウル国立大学/高麗大学/KAIST(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      ソウル国立大学/高麗大学/KAIST
  • [国際共同研究] LPNHE(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      LPNHE
  • [国際共同研究] BINP(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      BINP
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      3
  • [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 ページ: P04027~P04027

    • DOI

      10.1088/1748-0221/15/04/p04027

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Positron tracking detector for J-PARC muon g-2/EDM experiment2020

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka T.、Mibe T.、Saito N.、Sato Y.、Yoshioka T.、et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 958 ページ: 162786~162786

    • DOI

      10.1016/j.nima.2019.162786

    • 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a front-end ASIC for silicon-strip detectors of the J-PARC muon g-2/EDM experiment2020

    • 著者名/発表者名
      Sato Yutaro、Fujita Yowichi、Hamada Eitaro、Kishishita Tetsuichi、Mibe Tsutomu、Sasaki Osamu、Shoji Masayoshi、Suehara Taikan、Tanaka Manobu、Tojo Junji、Tsutsumi Tuki、Yamanaka Takashi、Yoshioka Tamaki
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 969 ページ: 164035~164035

    • DOI

      10.1016/j.nima.2020.164035

    • 国際共著
  • [雑誌論文] Beam commissioning of muon beamline using negative hydrogen ions generated by ultraviolet light2019

    • 著者名/発表者名
      Nakazawa Y.、Bae S.、Choi H.、Choi S.、Iijima T.、Iinuma H.、Kawamura N.、Kitamura R.、Kim B.、Ko H.S.、Kondo Y.、Mibe T.、Otani M.、Razuvaev G.P.、Saito N.、Sue Y.、Won E.、Yamazaki T.、Yasuda H.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 937 ページ: 164~167

    • DOI

      10.1016/j.nima.2019.05.043

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A new approach for measuring the muon anomalous magnetic moment and electric dipole moment2019

    • 著者名/発表者名
      Abe M.、Mibe T.、Saito N.、Sato Y.、Yamanaka T.、Yoshioka T.、et al.
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 ページ: 053C02

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz030

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] J-PARC muon g-2/EDM実験:崩壊陽電子再構成アルゴリズムを用いた測定精度の見積もり2020

    • 著者名/発表者名
      山中隆志
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
  • [学会発表] J-PARC muon g-2/EDM 実験:シリコンストリップ検出器用読み出し ASIC の開発 II2020

    • 著者名/発表者名
      藤田陽一
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
  • [学会発表] J-PARC muon g-2/EDM実験シリコンストリップ検出器の実機製作に向けた開発状況2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤優太郎
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
  • [学会発表] J-PARC muon g-2/EDM実験:シリコンストリップ検出器の実機製作に向けたASIC冷却システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      牛澤昴大
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
  • [学会発表] J-PARC muon g-2/EDM実験:シリコンストリップ検出器の高位置精度の組み立て方法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      来見田将大
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
  • [学会発表] J-PARC E34 実験:ミューオン線形加速器中速部用DAW 空洞の開発2020

    • 著者名/発表者名
      竹内佑甫
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
  • [学会発表] Muon g-2 experiments2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Mibe
    • 学会等名
      KEK-PH 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Front-end ASIC for Silicon-strip Detector of J-PARC Muon g-2/EDM Experiment2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Sato
    • 学会等名
      12th International “Hiroshima” Symposium on the Development and Application of Semiconductor Tracking Detectors (HSTD12)
    • 国際学会
  • [学会発表] Positron Tracking Detector for Muon g-2/EDM Experiment at J-PARC2019

    • 著者名/発表者名
      Tamaki Yoshioka
    • 学会等名
      J-PARC Symposium 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] J-PARC muon g-2/EDM experiment2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Sato
    • 学会等名
      J-PARC Symposium 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Test of heat transportation on readout board for positron detector in J-PARC muon g-2/EDM experiment2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Ushizawa
    • 学会等名
      J-PARC Symposium 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Error Studies for Muon Linac in the Muon g-2/EDM Experiment at J-PARC2019

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Takeuchi
    • 学会等名
      J-PARC Symposium 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] J-PARC muon g-2/EDM 実験:シリコンストリップ検出器用読み出し ASIC の開発2019

    • 著者名/発表者名
      藤田陽一
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
  • [学会発表] J-PARC muon g-2/EDM実験:シリコンストリップ検出器の試験モジュールの運用と実機製作に向けた開発2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤優太郎
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
  • [学会発表] J-PARC muon g-2/EDM 実験 : シリコンストリップ検出器における読み出し部冷却性能評価2019

    • 著者名/発表者名
      牛澤昴大
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
  • [学会発表] Development of Silicon Strip Detector for J-PARC Muon g-2/EDM Experiment2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yamanaka
    • 学会等名
      3rd International Conference on Charged Lepton Flavor Violation
    • 国際学会
  • [学会発表] Status of muon EDM experiment at J-PARC2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Mibe
    • 学会等名
      Kick-off workshop for the search of a muon EDM using the frozen spin technique at PSI
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Muon g-2/EDM measurement at J-PARC2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Mibe
    • 学会等名
      2nd IBS Conference on Dark World
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Experiment update J-PARC2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Mibe
    • 学会等名
      INT Workshop INT-19-74W, Hadronic contributions to (g-2)μ
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Muon dipole moments2019

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Mibe
    • 学会等名
      International school on charged lepton flavor violation
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] J-PARC g-2/EDM実験

    • URL

      http://g-2.kek.jp/portal/index.html

  • [備考] 九州大学g-2/EDM実験ホームページ

    • URL

      http://epp.phys.kyushu-u.ac.jp/index.php?g-2

  • [備考] ミューオンg-2/EDM実験グループが純国産シリコンストリップ検出器用集積回路の開発に成功

    • URL

      https://www2.kek.jp/ipns/ja/post/2020/03/20200309/

  • [備考] 【特集】ミューオンでまだ見ぬ宇宙の謎を解け! ミューオン g-2/EDM実験グループの挑戦

    • URL

      https://www2.kek.jp/ipns/ja/post/2019/06/20190610/

  • [学会・シンポジウム開催] 国際スクール「International school on muon dipole moments and hadronic effects」2019

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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