Muon acceleration for measurement of anomalous magnetic moment

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H03987
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 近藤 恭弘 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 J－PARCセンター, 副主任研究員 (40354740)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大谷 将士 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (90636416)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: RFQ / 超低速ミューオン / ミューオン異常磁気モーメント / リニアック / 負ミューオニウム生成 / 高周波加速 / MCP

Outline of Annual Research Achievements

本研究計画は、ミューオン異常磁気モーメント（ミューオンg-2）精密測定実験のためのミューオンリニアックのうち、初段加速器である高周波四重極加速空洞（RFQ）によるミューオン加速の実証を目的とする。これまでとは違った、より精密なミューオンg-2測定のためには、エミッタンスの小さいミューオンビームが必須であり、このビームをリニアックによって得るのが我々の計画である。
本年度は、前年度に行ったミューオン加速実験の結果をまとめた論文がPhysical Review Accelerator and Beams誌に掲載された。ここからさらに加速実験を進め、ビームの時間方向の構造測定を行った。そのために高い時間分解能をもつマイクロチャンネルプレート（MCP）を新たに測定系ビームラインに追加し、時間構造の測定に成功した。結果は論文にまとめて投稿する予定である。
それに加えて、実際にミューオンリニアックで使うためのRFQの設計も進めた。加速実験で用いたRFQと同じ加速周波数324MHzでのリファレンスデザインを一通り行った。それとは別に、より高い加速周波数の方が効率よく加速できる可能性があることが判明したので、今後実機製作の際にはどちらの設計がより優れているか慎重に選択する必要がある。これらの結果についても論文や学会などで発表する予定である。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] A New Approach for Measuring the Muon Anomalous Magnetic Moment and Electric Dipole Moment (2019)
  • Author(s): M. Abe, W. da Silva, S. Eidelman, M. Finger, Y. Fukao, T. Fukuyama, T. Iijima, H. Iinuma, K. Ishida, N. Kawamura, R. Kitamura, Y. Kondo, T. Mibe, Y. Miyake, M. Otani, N. Saito, O. Sasaki, K. Shimomura, Y. Sue, J. Tojo, T. Yoshioka et al.
  • Journal Title: Progress of Theoretical and Experimental Physics Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] RE-ACCELERATION OF ULTRA COLD MUON IN J-PARC MUON FACILITY (2018)
  • Author(s): Y. Kondo, K. Hasegawa, T. Morishita, M. Otani, Y. Fukao, K. Futatsukawa, N. Kawamura, T. Mibe, Y. Miyake, K. Shimomura, T. Yamazaki, M. Yoshida, R. Kitamura, S. Li, Y. Nakazawa, H. Iinuma, Y. Sue, T. Iijima, K. Ishida, N. Hayashizaki, Y. Iwashita, Y. Iwata, N. Saito et al.,
  • Journal Title: Proceedings of 9th International Particle Accelerator Conference Volume: - Pages: 5041-5046
  • DOI: 10.18429/JACoW-IPAC2018-FRXGBF1
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Muon Profile Measurement After Acceleration With a Radio-Frequency Quadrupole linac (2018)
  • Author(s): Otani M.、Sue Y.、Fukao Y.、Futatsukawa K.、Kawamura N.、Mibe T.、Miyake Y.、Shimomura K.、Yamazaki T.、Iijima T.、Bae、Choi H.、Choi S.、Kim B、Ko H.S.、Hasegawa K.、Kondo Y.、Morishita T.、Iinuma H.、Nakazawa Y.、Ishida K.、Kitamura R.、Li S.、Razuvaev G.P.、Saito N.、Won E.
  • Journal Title: Journal of Physics: Conference Series Volume: 1067 Pages: 052012～052012
  • DOI: 10.1088/1742-6596/1067/5/052012
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Commissioning of the Diagnostic Beam Line for the Muon RF Acceleration with H－ Ion Beam Derived from the Ultraviolet Light (2018)
  • Author(s): Y. Nakazawa, H. Iinuma, N. Kawamura, T. Mibe, M. Otani, T. Yamazaki, R. Kitamura, Y. Kondo, N. Saito, Y. Sue
  • Journal Title: Proceedings of 9th International Particle Accelerator Conference Volume: - Pages: 997-1000
  • DOI: 10.18429/JACoW-IPAC2018-TUPAK016
  • Open Access
• [Journal Article] Result of the First Muon Acceleration with Radio Frequency Quadrupole (2018)
  • Author(s): R. Kitamura, Y. Fukao, K. Futatsukawa, N. Kawamura, T. Mibe, Y. Miyake, M. Otani, K. Shimomura, Y. Sue, T. Yamazaki, T. Iijima, Bae, H. Choi, S. Choi, B Kim, H.S. Ko, K. Hasegawa, Y. Kondo, T. Morishita, H. Iinuma, Y. Nakazawa, K. Ishida, R. Kitamura, S. Li, G.P. Razuvaev, N. Saito and E. Won
  • Journal Title: Proceedings of 9th International Particle Accelerator Conference Volume: - Pages: 1190-1193
  • DOI: 10.18429/JACoW-IPAC2018-TUPAL076
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 負ミューオニウムを用いたミューオンRF加速実証試験 (2018)
  • Author(s): 北村遼、大谷将士、深尾 祥紀、二ツ川 健太、河村 成肇、三部 勉、三宅 康博、 山崎 高幸、近藤 恭弘、長谷川 和男、森下 卓俊、Bae Sunghan、Choi Seonho、 Kim Bongho、Razuvaev Gosha、飯沼 裕美、中沢 雄河、石田 勝彦、齊藤 直人、 飯島 徹、須江 祐貴
  • Journal Title: Proceedings of the 15th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan Volume: - Pages: 239-243
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 紫外光由来H－イオンビームを用いたミューオンRF加速試験用診断ビームラインの試運転 (2018)
  • Author(s): 中沢雄河、飯沼裕美、大谷将士、河村成肇、北村遼、 近藤恭弘、齊藤直人、須江祐貴、三部勉、山崎高幸
  • Journal Title: Proceedings of the 15th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan Volume: - Pages: 1047-1050
  • Open Access
• [Journal Article] J-PARC E34 muon g－2/EDM実験: 低レートミューオンバンチ縦方向構造測定装置の開発 (2018)
  • Author(s): 須江祐貴、大谷将士、北村遼、近藤恭弘、中沢雄河、飯嶋徹、 飯沼裕美、河村成肇、齊藤直人、三部勉、山崎高幸、居波賢二
  • Journal Title: Proceedings of the 15th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan Volume: - Pages: 1051-1054
  • Open Access
• [Journal Article] MUON ACCELERATION TEST WITH THE RFQ TOWARDS THE DEVELOPMENT OF THE MUON LINAC (2018)
  • Author(s): R. Kitamura, S. Li, M. Otani, Y. Fukao, K. Futatsukawa, N. Kawamura, T. Mibe, Y. Miyake, T. Yamazaki, Y. Kondo, K. Hasegawa, T. Morishita, S. Bae, B. Kim, T. Iijima, Y. Sue, H. Iinuma, Y. Nakazawa, K. Ishida, G. Razuvaev
  • Journal Title: Proceedings of 29th Lenear Accelerator Conference Volume: - Pages: 342-344
  • DOI: 10.18429/JACoW-LINAC2018-TUPO010
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 線形加速器によるミューオン加速 (2018)
  • Author(s): 大谷将士、近藤恭弘
  • Journal Title: 日本加速器学会誌 Volume: 15 Pages: 60-68
  • Open Access
• [Journal Article] ミュオンg-2/EDMの精密測定を実現するミュオン高周波加速 (2018)
  • Author(s): 大谷将士、近藤恭弘、三部勉
  • Journal Title: 日本物理学会誌 Volume: 73 Pages: 564-568
  • Open Access
• [Presentation] A bunch structure measurement of muons accelerated by RFQ using a longitudinal beam-profile monitor with high time-resolution (2019)
  • Author(s): Y. Sue, T. Iijima, M. Otani, N. Kawamura, R. Kitamura, Y. Kondo, N. Naito, Y. Nakazawa, K. Hasegawa, K. Futatsukawa, T. Mibe, T. Morishita, H. Yasuda, T. Yamazaki, K. Inami, M. Yotsuzuka
  • Organizer: The 4th KMI International Symposium (KMI2019)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 高時間分解能縦方向ビームプロファイルモニターを用いたRFQによる加速ミューオンのバンチ構造測定 (2019)
  • Author(s): 須江祐貴, 飯嶋徹, 飯沼裕美, 石田勝彦, 居波賢二, 牛澤昂大, 大谷将士, 河村成肇, 北村遼, 近藤恭弘, 斎藤直人, 下村;浩一郎, 鈴木一仁, 竹内佑甫, 中沢雄河, 長谷川和男, 二ツ川健太, 三宅康博, 三部勉, 森下卓俊, 安田浩昌, 山崎高幸, 四塚麻衣
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会
• [Presentation] J-PARC E34 実験ミューオン線型加速器における高時間分解能縦方向ビームモニターの性 能評価 (2019)
  • Author(s): 四塚麻衣、飯嶋徹、飯沼裕美、居波賢二、大谷将士、河村成肇、 北村遼、近藤恭弘、齊藤直人、下村浩一郎、須江祐貴、中沢雄河、 長谷川和男、二ツ川健太、三部勉、三宅康博、森下卓俊、安田浩昌、 山崎高幸
  • Organizer: 日本物理学会第74回年次大会
• [Presentation] First Muon RF Acceleration for the Muon g-2 Experiment at J-PARC (2018)
  • Author(s): M. Otani, H. Iinuma, K. Ishida, K. Futatsukawa, K. Shimomura, Y. Kondo, N. Saito, N. Kawamura, R. Kitamura, T. Morishita, T. Yamazaki, T. Iijima, T. Mibe, Y. Miyake, Y. Fukao, Y. Sue, Y. Nakazawa et al.
  • Organizer: XXXIX International Conference on High Energy Physics (ICHEP2018)
  • Int'l Joint Research