2020 Fiscal Year Annual Research Report
High precision measurements of anomalous magnetic moment and electric dipole moment of muon
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20H05625
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
三部 勉 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (80536938)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉岡 瑞樹 九州大学, 先端素粒子物理研究センター, 准教授 (20401317)
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, 主任研究員 (40354740)
早坂 圭司 新潟大学, 自然科学系, 研究教授 (40377966)
飯沼 裕美 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (60446515)
佐々木 憲一 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 (70322831)
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)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2026-03-31
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| Keywords | ミュオン / 異常磁気能率 / 電気双極子能率 / 超精密測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
予定していた項目について計画通り進めることができた。[検出器]検出器構成要素のシリコンストリップセンサーを量産した。実機仕様読み出し集積回路を製作した。信号伝送用のフレキシブルプリント基板及びピッチアダプターも実機仕様の量産が完了した。また、検出器の最小モジュール（1/4ベーン）の組立て方法の検討に着手した。[磁場測定]磁場測定用プローブの既存読み出し回路の評価を行ない、微調整用可変キャパシタの追加の必要性を確認した。非磁性品ではない一部回路素子を交換するため、市場調査を行って代替品を確定した。既存読み出し回路を４chまで並列に接続し、RFコイルのサイズや距離を調整し同時測定を実現した。[計算機]ソフトウェア配布手段としてcvmfsの採用を決定し準備を進めた。並行してグリッド認証によるネットワークをまたぐ計算機の利用法の検討を進めた。試験用に新潟大学に計算機サーバ１台と100TBのデータ蓄積装置を導入し検証環境を整備した。[ミュオン源]ミュオニウムイオン化試験の準備として、既存旧型真空チェンバーを利用して、J-PARCの実験エリアに合わせた装置改造を行った後、実験エリアに搬入し、装置整備を進めた。これと並行して本実験用ミュオン源真空チェンバーの設計を進めた。[加速器]ミュオン加速器の第二段加速器の前段部IH-DTLの詳細設計を完了し、製作に着手した。さらに後段部の加速器DAW-CCLの初段モジュールの設計ならびに輸送部の電磁石設計を完了した。また、加速器運転に必要となる真空、および高周波機器を準備した。[入射]加速器出口から蓄積磁石までの輸送ライン設計に着手した。蓄積磁石鉄ヨーク部のビーム入射通路の斜め入射角度を決定し、入射ポイント付近でのステアリング磁石の設計、電源回路の設計に着手した。パルス電極を試作し、電場によるパルスビームチョップの原理実証・実機設計に必要な情報を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通りに進めることができた。以下に項目ごとに達成事項を示す。
[検出器]検出器構成要素のシリコンストリップセンサーの量産、実機仕様読み出し集積回路の製作、信号伝送用のフレキシブルプリント基板及びピッチアダプターの量産が完了できた。[磁場測定]磁場測定用プローブの既存読み出し回路の評価を実施と性能改善、４chの並列同時測定を実現した。[計算機]ソフトウェア配布手段の選定、ネットワークをまたぐ計算機の利用法の検討を進めることができた。新潟大学に検証環境を整備できた。[ミュオン源]ミュオニウムイオン化試験の準備をほぼ完了し、本実験用ミュオン源真空チェンバーの概念設計を終えた。[加速器]IH-DTLの詳細設計を完了、製作に着手できた。DAW-CCLの初段モジュールの設計・輸送部の電磁石設計を完了した。[入射]輸送ラインの基本設計の完了、入射ポイント付近でのステアリング磁石の設計、電源回路の設計に着手した。パルス電極を試作を終えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
以下の開発項目について研究を行う。
[検出器]読み出し集積回路の性能評価を行う。また、信号処理用基板の試作・実機設計を進める。1/4ベーン組立て方法の検討を引き続き行い、実機仕様の構成要素を用いて作製し、電気的な接続試験を行う。実機仕様の1/4ベーンの試作に着手する。[磁場測定]読み出し回路の最終版を完成させる。微調整用回路追加及び素子交換に伴う修正を反映し、実機で使用できる基板を製作する。並行して、プローブ移動機構の詳細設計を行う。キッカーコイル形状を元に、センサーが干渉しないような移動機構を検討する。[計算機]MC生成キャンペーン計画を立案する。キャンペーンの目標と評価項目を吟味しつつ、計算機資源見積もりに必要な評価項目を測定するツールを開発していく。建屋デザインに必要な東海―つくば間のデータ転送試験を行う。[ミュオン源]既存真空チェンバーを用いてミュオニウムイオン化試験の詳細データを取得する。これを本実験用ミュオン源装置の詳細設計に反映させ、標的真空チェンバー（標的ホルダー、磁場補正コイル、レーザーポート、加速電極など）の製作を行い、2022年度からの低速ミュオン生成に備える。[加速器]第二段加速器の前段部IH-DTLを製作し、周波数・電磁場測定のための低電力試験を行う。さらに、後段部の加速器DAW-CCLの加速セル・結合セルからなる基本ユニットを製作して低電力試験を行い、初段モジュールの製作工程を確立する。また、前年度に設計を完了した電磁石を製作・試験する。[入射]輸送ライン上の回転4極磁石を製作する。回転機構を備えた架台の設計はビームライン建屋の床面形状と整合性を持つよう留意する。ビーム運転開始時の入射コミッショニングプランの決定。入射テストベンチに於けるキッカー装置の運用を反映しつつ、本番用ビームキッカー装置電源の最終仕様をまとめ、電源1台を先行製作する。
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[Journal Article] Study of muonium emission from laser-ablated silica aerogel2020
Author(s)
J. Beare, G. Beer, J.H. Brewer, T. Iijima, K. Ishida, M. Iwasaki, S. Kamal, K. Kanamori, N. Kawamura, R. Kitamura, S. Li, G.M. Luke, G.M. Marshall, T. Mibe, Y. Miyake, Y. Oishi, K. Olchanski, A. Olin, M. Otani, M.A. Rehman, N. Saito, Y. Sato, K. Shimomura, K. Suzuki,*, M. Tabata, and H. Yasuda
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Journal Title
Prog. Theor. Exp. Phys
Volume: 2020
Pages: 123C01-1-24
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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