世界最高密度の新型超冷中性子源を用いた超対称性理論の研究

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20340051
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山下 了 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 准教授 (60272465)
• Keywords: 素粒子 / 基礎科学 / 加速器 / 量子物理 / 中性子 / 超対称性 / J-PARC / 精密測定

Research Abstract

本研究の目的は、加速器駆動型の中性子生成に新しい手法を導入することにより「世界最高密度の超冷中性子」生成の基盤技術を築き、超対称性理論の研究を格段に推し進めるための世界に先駆けた中性子の電気双極子能率(EDM)の測定実験を提案することである。新しい実験の全体構成と要素技術の開発の基礎となっている研究を進めた。東京大学およびKEK、京大、東工大、理研等、全国に跨る研究グループを共同で形成、実験計画および開発研究の具体的な検討を行い、既にJ-PARCにおいて世界最高強度のパルス型加速器である特性を最大限生かした世界最高密度のUCN源の原理および具体的な実験施設の提案をJ-PARCの審査会に正式提案した。系統誤差の評価方法、実験精度の研究、加速器駆動型のUCN発生装置、測定器構成をまとめ、最も本質的な3つの課題と最終的な測定感度の関係を明らかにしている。J-PARCのBLO5にタービンタイプのUCN源を製作・設置し、性能の確認に至った。パルス型加速器であることを最大限用いたUCNの密度集積用の装置(Rebuncher)の設計を行い、実験を成立させるための3つの課題(輸送・圧縮・磁場計測)の研究手法を明確にすることができた。国際会議および国内での研究会議にて提案実験の全容を公開し、新しい手法に高い評価を得ている。Rebuncherの基盤となる構造体の準備、中性子反射測定による輸送の研究、系統誤差を減らすための磁気測定手法の提案、それらをまとめた実験に向けたR&D計画の具体化を行い、新規研究の方向を決定することに成功した。当初の予想を超え、パルス型加速器である利点を最大限に用いた更に密度の高いUCN源の提案を行うことができ、実現へ向けた具体的な要素技術開発の方向も定まったことは大変意義深い。

Research Products

• [Journal Article] 次世代光検出器 Pixdated Photon Detector (2011)
  • Author(s): 生出秀行・音野瑛俊・山下了
  • Journal Title: 日本物理学会誌 Volume: 1 Pages: 1-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polarization of Very Cold Neutron using a Permanent Magnet Quadrupole (2011)
  • Author(s): T.Yoshioka, K.Mishima, T.Ino, K.Taketani, S.Muto, T.Morishima, H.M.Shitniz u, T.Oku, J.Suzuki, T.Shinohara, K.Sakat, H.Sato, K.Hirota, Y.Otake, M.Kitaguchi, M.Hino, Y.Seki, Y.Iwashita, M.Yamada, M.Ichikawa, T.Sugimoto, S.Kawasaki, S.Komamiya, H.Otono, Y.Kamiya, S.Yamashita, P.Geltenbort
  • Journal Title: Nucl. Instrum. Methods Phys.Res.A Volume: 634 Pages: 17-20
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A High S/N Ratio Spin Flip Chopper System for a Pulsed Neutron Source (2011)
  • Author(s): K.Taketani, T.Ebisawa, M.Hino, K.Hirota, T.Ino, M.Kitaguchi, K.Misbima, S.Muto, H.Oide, T.Oku, H.Otono, K.Sakai, T.Shima, H.M.Shimizu, S.Yamashita, T.Yoshioka
  • Journal Title: Nucl.Instrum. Methods Phys.Res.A Volume: (In press)(掲載確定)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Measurement of the Neutron Beam Polarization of BLA5/NOP Beamline at J-PARC (2011)
  • Author(s): T.Ino, Y.Arimoto, T.Yoshioka, KMishima. K.Taketani, S.Muto, H.M.Shinuzu, H.Kira, Y.Sakaguchi, TOku, K.Sakai, T.Shinohara, J.Suzuki, H.Otono, H.Oide, S.Yamashita, S.Imajo, H.Funahashi, M.Yamada, Y.Iwashita, M.Kitaguchi, M.Hino, Z.Suzuki, T.Sanuki, T.Seki, K.Hirota, K.Ikeda, H.Sato, Y.Otake, H.Ohmori, T.Morishima, T.Shima
  • Journal Title: Physica B Volume: (In press)(掲載確定)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] パルス超冷中性子用リバンチャー勾配電磁石 (2011)
  • Author(s): 有本靖, 吉岡瑞樹, 三島賢二, 竹谷薫, 猪野隆, 武藤豪, 清水裕彦, 北口雅暁, 岩下芳久, 今城想平, 神谷好朗, 山下了, 旭耕一郎, 吉見彰洋, 嶋達志, NOP Collaboration
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 新潟県新潟市
  • Year and Date: 2011-03-28
• [Presentation] 中性子電気双極子モーメント測定実験のための高密度超冷中性子輸送法の開発 (2011)
  • Author(s): 北口雅暁, 他
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 新潟県新潟市
  • Year and Date: 2011-03-28
• [Presentation] J-PARCにおける中性子電気双極子能率測定実験計画II (2011)
  • Author(s): 吉岡瑞樹、三島賢二、竹谷薫、有本靖、猪野隆、武藤豪、清水裕彦、松村宏、豊田晃弘、音野瑛俊、生出秀行、片山領、山下了、角野浩史、酒井健二、嶋達志、日野正裕、北口雅暁、広田克也, the NOP Collaboration
  • Organizer: 日本物理学会2011年年次大会
  • Place of Presentation: 新潟大学五十嵐キャンパス
  • Year and Date: 2011-03-28
• [Presentation] J-PARCにおける中性子竜気双極子能率測定実験計画 (2010)
  • Author(s): 吉岡瑞樹, ほか
  • Organizer: 日本物理学会2010年秋季大会
  • Place of Presentation: 九州工業大学戸畑キャンパス
  • Year and Date: 2010-09-13
• [Presentation] A novel technique to increase the UCN density for J-PARC UCN source (2010)
  • Author(s): T.Yoshioka, et al.
  • Organizer: UCN2010, International Workshop on UCN and Fundament al Neutron Physics
  • Place of Presentation: 大阪大学・核物理センター
  • Year and Date: 2010-04-09
• [Remarks]
  • URL: http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/yamashita/