2021 Fiscal Year Annual Research Report
Transmission Muon Microscope by muon microbeam, realizing 3-D Imaging
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17H06126
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
三宅 康博 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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永谷 幸則 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, 特別准教授 (00393421)
吉田 光宏 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, 准教授 (60391710)
林崎 規託 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (50334537)
荻津 透 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 教授 (30185524)
大西 純一 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 特別嘱託技師 (30634703)
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| Project Period (FY) |
2017-05-31 – 2022-03-31
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| Keywords | ミュオン / ミュオン加速 / 超低速ミュオン / レーザー / 顕微鏡 / 量子可干渉性 / 波動性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光科学・加速器科学と電子顕微鏡学の究極的な融合により、透過型ミュオン顕微法を開発し、新たな顕微鏡イメージングを確立する。電子より200倍重いミュオンは、同じ速度で約200倍の試料透過能力を有し、荷電粒子であることから電磁場の可視化能力を有する。再加速エネルギーをあげることにより、超高圧電子顕微鏡をもってしても到達不可能な10 mm厚超領域のトモグラフィ3次元測定、生きた細胞の透過観察を実現することができる。電子顕微鏡と光学顕微鏡の分解能ギャップを埋める全く新しい顕微鏡の誕生だ。また、超低速ミュオンを再加速して、高輝度ミュオンマイクロビームを作り出し、ミュオン回折実験を行う為に、製作したサイクロトロン本体は3m四方に収まるコンパクトなものとなり、電源やアンプ等の付帯装置、さらに顕微鏡本体を、J-PARCの物質生命科学研究施設(MLF)のU1Bエリア内に設置することができた。RFのフルパワー共振などの試験は完了しており、まもなくミュオン再加速が開始される状況となっている。当初予見していなかった展開としては、サイクロトロンが短寿命粒子の加速に極めて有効であるという点を見出した事にある。従来、この様な目的には、高コストで大きな接地面積を必要とし、さらには大きな電力を必要とする線形加速器が用いられてきた。この発見により、ミュオンのみならず各種の短寿命粒子の再加速という新たな分野が開けたといえる。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
高輝度ミュオンマイクロビームよる透過型ミュオン顕微鏡イメージング https://slowmuon.kek.jp/MuonMicroscopy.html
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Research Products
(41 results)
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[Journal Article] Pulsed muon facility of J-PARC MUSE2024
Author(s)
K.Shimomura, A.Koda, A.D.Pant, H.Sunagawa, H.Fujimori, I.Umegaki, J.Nakamura,M.Fujihala, M.Tampo, N.Kawamura,N.Teshima, P.Strasser, R.Kadono, R.Iwai , S.Matoba, S.Nishimura, S.Kamioka, S.Kanda S.Takeshita, T.Yuasa, T.Ito, T.Yamazaki, T.Mibe, W.Higemoto, Y.Miyake, Y.Kobayashi, Y.Oishi, Y.Nagatani, Y.Ikedo
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Journal Title
Interactions
Volume: 245
Pages: 31(1-6)
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] BEAM PROFILE MEASUREMENT OF THE ULTRA-SLOW MUON FOR THE TRANSMISSION MUON MICROSCOPE AT J-PARC/MUSE2023
Author(s)
Y Nakazawa, T Adachi, J Ohnishi, T Adachi, Y Ikedo, Y Oishi, K Shimomura, P Strasser, S Kanda, A Goto, N Teshima,Y Nagatani, Y Miyake, T Yamazaki, T Yuasa, T Umezawa,K Umeda, S Nakamura
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Journal Title
Proceedings of the 20th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan
Volume: PASJ2023
Pages: 835-838
Open Access
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[Journal Article] MUON ACCELERATION BY CYCLOTRON2023
Author(s)
J Ohnishi, Y Nagatani, A Goto, T Yamazaki, Y Miyake, T Yuasa,T Adachi, Y Nakazawa, T Adachi, H Tsutsui, S Kusuoka, T Onda
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Journal Title
Proceedings of the 20th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan
Volume: PASJ2023
Pages: 877-880
Open Access
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[Journal Article] Present status of J-PARC MUSE2023
Author(s)
Shimomura K、Koda A、Pant A D、Natori H、Fujimori H、Umegaki I、Nakamura J、Tampo M、Kawamura N、Teshima N、Strasser P、Kadono R、Iwai R、Matoba S、Nishimura S、Kanda S、Takeshita S、Yuasa T、Yamazaki T、Miyake Y、Kobayashi Y、Oishi Y、Nagatani Y、Ikedo Y、Higemoto W、Ito T
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Journal Title
Journal of Physics: Conference Series
Volume: 2462
Pages: 012033(1-5)
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] PROGRESS IN DEVELOPMENT OF MUON CYCLOTRON2022
Author(s)
J Ohnishi, Y Nagatani, A Goto, T Yamazaki, Y Miyake, T Yuasa, T Adachi, T Adachi, H Tsutsui, S Kusuoka, Y Kumata, T Onda
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Journal Title
Proceedings of the 19th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan
Volume: PASJ2022
Pages: 906-910
Open Access
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[Journal Article] DATA ANALYSIS OF MAGNETIC FIELD MEASUREMENT OF MUON CYCLOTRON2021
Author(s)
J Ohnishi, A Goto, Y Nagatani, T Yamazaki, T Yuasa, T Adachi,Y Miyake, H Tsutsui, S Kusuoka, Y Kumata, T Onda
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Journal Title
Proceedings of the 18th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan
Volume: PASJ2021
Pages: 845-849
Open Access
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[Presentation] J-PARC MLF MUSEにおける超低速ミュオンを用いたμSR実験に向けた装置調整2023
Author(s)
神田聡太郎, 手島菜月, 足立泰平, 池戸豊, 髭本亘, 三宅康博, 永谷幸則, 大石裕, 下村浩一郎, Strasser Patrick, 梅田幸佑, 梅澤卓矢
Organizer
日本物理学会2023年春季大会
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[Presentation] ミュオン顕微鏡による電磁場イメージング2023
Author(s)
永谷幸則, 山崎高幸, 足立泰平, 安達利一, 大西純一, 後藤彰, Patrick Strasser, 反保元伸, 土居内翔伍, 名取寛顕, 奥津賢一, 三宅康博
Organizer
日本物理学会2023年春季大会
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[Presentation] ミュオン顕微鏡の現状報告2023
Author(s)
永谷幸則, 大西純一, 山崎高幸, 中沢雄河, 足立泰平, 安達利一, 後藤彰, Patrick Strasser, 反保元伸, 土居内翔伍, 下村浩一郎, 三宅康博
Organizer
日本物理学会第78年次大会
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[Presentation] 40MeV透過型ミュオン顕微鏡の開発計画2022
Author(s)
永谷幸則, 山崎高幸, Strasser Patrick, 足立泰平, 河村成肇, 大石裕, 湯浅貴裕, 的場史朗, 池戸豊, 安達利一, 染谷宏彦, 大西純一, 後藤彰, 下村浩一郎, 三宅康博
Organizer
日本顕微鏡学会 第７８回学術講演会
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[Presentation] A simulation study of muon transport in the Ultra-Slow Muon beamline at J-PARC2022
Author(s)
N.Teshima, S. Kanda, T. Adachi, Y. Ikedo, Y. Miyake, Y.Nagatani, Y. Oishi, K.Shimomura, P. Strasser, T. Umezawa
Organizer
The 15th International Conference on Muon Spin Rotation, Relaxation and Resonance (μSR2020)
Int'l Joint Research
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[Presentation] The Ultra-Slow Muon beamline at J-PARC: the present status and future prospects2022
Author(s)
S. Kanda, N. Teshima, T.Adachi, Y.Ikedo, Y. Miyake, Y. Nagatani, Y. Oishi, K. Shimomura, P. Strasser, T. Umezawa
Organizer
The 15th International Conference on Muon Spin Rotation, Relaxation and Resonance (μSR2020)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Intense Lyman-alpha light source for ultra-slow muon generation2022
Author(s)
Y. Oishi, T.Adachi, N. Saito, Y.Ikedo, K.Ishida, S. Kanda, T. Umezawa, S. Kamioka, N. Teshima, J.Nakamura, S. Nakamura, Y. Miyake, M. Iwasaki, S.Wada, K. Shimomura
Organizer
The 15th International Conference on Muon Spin Rotation, Relaxation and Resonance (μSR2020)
Int'l Joint Research
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[Presentation] ミュオン顕微鏡の開発の現状2022
Author(s)
永谷幸則, 山崎高幸, 足立泰平, 安達利一, 大石裕, 大西純一, 後藤彰, Patrick Strasser, 名取寛顕, 奥津賢一, 下村浩一郎, 三宅康博
Organizer
日本物理学会 2022年秋季大会
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[Book] NSA/COMMENTARIES 量子ビーム科学の基礎と応用2023
Author(s)
永宮正治,民井淳,小沢恭一郎,前川藤夫,羽場宏光,吉田敦,阿部知子,郡司卓,後田裕,中村哲,柴山光宏,三宅康博,…他
Total Pages
195
Publisher
日本原子力産業協会 原子力システム研究懇話会
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