Muon acceleration for measurement of anomalous magnetic moment

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H03987
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: Kondo Yasuhiro 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 / 低エミッタンスミューオンビーム

Outline of Final Research Achievements

We demonstrated the world first muon acceleration using a radio frequency linac. We are planning to measure the muon anomalous magnetic moment and electric dipole moment, and the used RFQ linac is the frontend of this muon linac. We also succeeded in measuring the time structure of the accelerated muon beam using a high time-resulution micro channel plate.

Free Research Field

加速器科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果のミューオン加速の実証は、低エミッタンスミューオンビーム実現への第一歩であり、この開発をさらに進めていくことでミューオン異常磁気モーメントの精密測定を実現し、標準理論を超えた新たな物理の探索を通して素粒子物理学にブレークスルーをもたらすことが期待される。また、本研究の成果は、電子以外のフレーバーのレプトンが高周波加速される世界初の事例であり、本研究は、軽い陽子からウランのような重い元素、不安定核や反陽子にまで応用範囲を広げてきたRFQの歴史に、ミューオン加速という新たな１項を加えるという大きなインパクトを与えた。