2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of an active magnetic field compensation system for experimental searches of physics beyond the Standard Model
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19K23442
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
樋口 嵩 大阪大学, 核物理研究センター, 特任助教(常勤) (90843772)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 磁場安定化 / 磁場測定 / 素粒子物理学 / 超冷中性子 / 電気双極子モーメント / 加速器 / 基本的対称性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、TRIUMF研究所における中性子電気双極子モーメント（Electric Dipole Moment, EDM）探索実験のための多次元フィードバックによる動的磁場安定化システムの開発を目指している。目標とする精度における中性子EDM測定には極めて高い磁場の安定度が要求されるが、これを加速器施設内において実現するためには、施設内の背景静磁場や変動磁場を打ち消す補償システムが必要となる。例えば、中性子EDM装置が設置される予定の施設では、サイクロトロンの漏れ
磁場による 100 uT オーダーの背景静磁場が存在するうえ、施設内の他の実験の活動や輸送用の天井クレーンの動作による磁場変動が発生する。強い静磁場は外部磁場を遮蔽するための磁気シールドを飽和させる恐れがあるため、補償システムが作り出す磁場によって打ち消す必要がある。またシールドの外側での外部磁場変動はEDM測定中は100 nT 程度までに抑える必要がある。本研究では、中性子EDM実験を行う予定の施設内に存在する環境磁場に即した補償システムを設計し、そのプロトタイプを製作することを目指している。
2021年度はTRIUMFに3か月半滞在し、動的磁場補償システムのプロトタイプ製作に向けての打ち合わせと、必要な準備測定を行った。当該装置が設置されるTRIUMFの実験施設内には、ミュオンスピン回転測定のための超伝導磁石を含む他の実験装置が存在する。2021年12月に、施設内の研究者の協力を得て、これらの電磁石を個別に励磁したときに我々の実験エリアに生じる磁場変動について詳細な測定を行った。また、補償システムの主要な要素であるコイルについて、現地のエンジニアらと打ち合わせ、製作方針を固めた。現在必要な部品類の調達を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウィルス感染症蔓延の影響による海外渡航制限のため、2021年10月までTRIUMFへ渡航することができなかった。また、装置製作に現在必要な部品調達を行っているが、世界的なサプライチェ－ンの乱れの影響から、一部の部品の入手が困難になっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、磁場補償システムを設置するための構造物の設計を行っている。また、並行して、必要な部品調達を行っている。2022年後半には必要な部品がそろう見込みである。
実際に装置と構造物をインストールするには、実験エリア他の装置の設置予定との兼ね合いもあるため、2023年以降になる可能性がある。その場合は、エリア外で借り組み立てを行い、試験を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
本研究において製作する動的磁場保障システムのために必要な準備測定と概念設計を完了し、必要な購入品目を洗い出した。新型コロナウィルス流行に伴う世界的なサプライチェーンの乱れの影響を受け、主要な部品の購入に関しては2022年度へ持ち越しとなった。
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