Ultra Slow Muon Microscope

2016 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Frontier of Materials, Life and Elementary Particle Science Explored by Ultra Slow Muon Microscope
• Project/Area Number: 23108002
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: MIYAKE Yasuhiro 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, 教授 (80209882)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): Patrick Strasser 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, 研究機関講師 (20342834) ; 石田 勝彦 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 副主任研究員 (70176189) ; 髭本 亘 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 研究主幹 (90291103)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): MAKIMURA Shunsuke 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, 技師 (10391715) ; MATSUDA Yasuyuki 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (70321817) ; KUGA Takahiro 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (60195419) ; FUJIMORI Hiroshi 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, 先任技師 (60391786) ; NISHIYAMA Kusuo 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, 名誉教授 (50164611) ; HAGA Yoshinori 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門・先端基礎研究センター, 研究主幹 (90354901) ; AMITSUKA Hiroshi 北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40212576) ; KATO Reizo 国立研究開発法人理化学研究所, 加藤分子物性研究室, 主任研究員 (80169531) ; NAKAMURA Jumpei 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, 准技師 (30621982) ; NINOMIYA Kazuhiko 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (90512905) ; ITO Takashi 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門・先端基礎研究センター, 研究員 (10455280) ; KOBAYASHI Yasuo 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, 技師 (80623917) ; IKEDO Yutaka 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, 技師 (90415050) ; SEO Hitoshi 国立研究開発法人理化学研究所, 古崎物性理論研究室, 専任研究員 (30415054) ; YABUUCHI Atsushi 京都大学, 原子炉実験所, 助教 (90551367) ; YAMAUCHI Ichihiro 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60444395) ; ADACHI Taihei 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, 博士研究員 (10729700)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: ミュオン / 超低速ミュオン / パルスレーザー / ライマンαレーザー / 共鳴イオン化法 / 表面界面 / 水素 / マイクロビーム

Outline of Final Research Achievements

On Feb. 21, 2016, we have successfully observed ultra slow muons at the U-line. As many as 35 ultra slow muons per second by laser resonant ionization of muoniums evolved from hot tungsten (2000K) were experimentally detected by a MCP, which is higher than that developed by KEK and RAL (20μ+/s ) at the RIKEN/RAL. In addition to the highest intensity in the world, it is expected that with the improvement of quality of pulsed laser we can achieve ultra slow muon beam with narrower energy width which will promise to improve depth resolution in the sample. Although we still have not solved a problem in the fabricaiton of the amplification crystal for the Lyman-α laser sysetem, we are making efforts to perform μSR measurement by using several hundreds of ultra slow muons per second, in order to extend towards a variety of new nano-scientific fields.

Free Research Field

ミュオン科学