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2019 年度 実績報告書

超低速ミュオニウムの高効率・高密度生成

研究課題

研究課題/領域番号 17H02904
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

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) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードミューオン / ミューオニウム / g-2 / EDM / 対称性 / 熱化
研究実績の概要

本研究で開発したレーザー微細穴加工を施したシリカエアロゲルをJ-PARCミュオン実験施設で稼働中のミュオンビームラインに設置し、熱ミュオニウム生成とそれを1S-2P遷移を利用してレーザーイオン化する試験を試みた。シリカエアロゲルは、カナダTRIUMFですでに評価を終えた最適化された加工パターンで製作したものを用いた。表面ミュオンビームを照射して下流側に生成したミュオニウムを波長122nm, 355nmの2種類のパルスレーザーを用いてイオン化した。ミュオニウムをレーザーイオン化し、室温エネルギーを持つミュオンを生成することを実証した。定量評価が可能なデータの取得には至っていないが、今後定量評価を行うための準備が整った。これと並行して、1S-2Sの2光子遷移を用いてイオン化する実証試験を着想・計画した。この方法が実現すれば、1S-2P遷移に比べて格段に良い空間分解能でミュオニウムの分布を測定することが可能となる。その試験の最初の段階として水素原子をイオン化する試験を行い、イオン化後の水素イオンを電場で取り出し、MCPで測定することに成功した。最後にミュオニウムの生成に関してこれまでの研究成果をまとめた包括的な論文の執筆を行い、投稿する準備をほぼ整えた(2020年5月、投稿予定)。この論文では、レーザー穴加工パターンを系統的に変化させ、それとミュオニウム生成の関係を調べた結果、長期安定性を確かめた結果、真空中に放出されたミュオニウムの偏極に関する測定結果、TRIUMFとJ-PARCで異なるビームを用いて取得したデータが矛盾なく理解できたこと、について報告している。

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

    (14件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 オープンアクセス 3件、 査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 7件、 招待講演 8件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Study of muonium emission from laser-ablated silica aerogel2020

    • 著者名/発表者名
      J. Beare, K. Suzuki, T. Mibe, et al.
    • 雑誌名

      arXiv (Prog. Theo. Experiment. Phys.に投稿)

      巻: - ページ: -

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [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
      T. Aoyagi, Y. Honda, Y. Sato, T. Yamanaka, T. Mibe, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 15 ページ: 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] Beam commissioning of muon beamline using negative hydrogen ions generated by ultraviolet light2019

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

      Nucl. Instrum. Meth. A

      巻: 937 ページ: 164-167

    • DOI

      10.1016/j.nima.2019.05.043

    • 査読あり / 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
      M Abe, T. Mibe, T. Yoshioka, et al.
    • 雑誌名

      Prog. Theo. Exper. Phys.

      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] Muon g-2 experiments2020

    • 著者名/発表者名
      三部 勉
    • 学会等名
      KEK-PH 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Muon (g-2)/EDM at J-PARC2020

    • 著者名/発表者名
      三部 勉
    • 学会等名
      第10回Muon科学と加速器研究
    • 招待講演
  • [学会発表] Status of muon EDM experiment at J-PARC2020

    • 著者名/発表者名
      三部 勉
    • 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
      三部 勉
    • 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
      三部 勉
    • 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 g-2 experiments2019

    • 著者名/発表者名
      三部 勉
    • 学会等名
      FFK-2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Muon dipole moments2019

    • 著者名/発表者名
      三部 勉
    • 学会等名
      International school on charged lepton flavor violation
    • 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
      三部 勉
    • 学会等名
      Seminar at Peking university
    • 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

  • [学会・シンポジウム開催] International school on muon dipole moments and hadronic effects2019

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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