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2020 年度 研究成果報告書

エアロゲルを用いた高収率ミューオニウム生成・放出標的の開発

研究課題

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研究課題/領域番号 17K05466
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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 (2018-2020)
名古屋大学 (2017)

研究代表者

鈴木 一仁  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, 研究員 (30547534)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワードミューオニウム / エアロゲル
研究成果の概要

素粒子の一つであるミュー粒子は、素粒子物理と物性物理の研究にわたって、未知の現象を捉える重要な探針として用いられている。高品質のミュー粒子ビームを生成するにはミュー粒子の革新的な冷却技術が必要である。本研究で開発を進めたミューオニウム(正ミュー粒子と電子から成る原子状態)の高効率生成・放出標的は、その革新的な冷却技術の重要な要素である。本研究で得られた成果は、素粒子物理学における「新物理」の発見が最も期待される実験の 1つであるミューオン異常磁気モーメントの精密測定を始め、ミューオンとミューオニウムを用いる様々な国際的先端研究を促進する。

自由記述の分野

素粒子物理学実験

研究成果の学術的意義や社会的意義

ミュー粒子はパイ中間子の崩壊で生成され、パイ中間子は陽子と原子核の相互作用で生成されるため、とり得る位置と運動量の領域(「エミッタンス」)が広がっており、電子や陽子などの安定粒子と比べて短い寿命と相まって、ビームとしての取り扱いが困難である。本研究成果を用いてミュー粒子を室温程度の熱エネルギーまで冷却することで、エミッタンスの小さい高品質のミュー粒子ビームが生成でき、素粒子特性の超精密精密測定における探針として、また物性における細密構造解析における探針として、様々な最先端研究での利用が期待される。冷却されたミューオニウム(正ミュー粒子と電子から成る原子状態)自身も、理論の精密検証に利用できる。

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公開日: 2022-01-27  

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