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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Study towards next-generation experiment for Supersymmetry using storage of the ultra-cold-neutron with world highest density

Research Project

Project/Area Number 26247035
Research InstitutionThe 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, 特任教授 (60272465)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岩下 芳久  京都大学, 化学研究所, 准教授 (00144387)
北口 雅暁  名古屋大学, 現象解析研究センター, 准教授 (90397571)
関場 大一郎  筑波大学, 数理物質系, 講師 (20396807)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
KeywordsCP対称性の破れ / 素粒子 / 超対称性 / 超冷中性子 / 量子ビーム / 中性子光学 / 材料工学
Outline of Annual Research Achievements

本研究における本質的課題は(1)系統誤差を制御するための極低エネルギー中性子の輸送・貯蔵用の界面技術の確立(2)加速器に同期する特殊磁場で生成当初の高密度中性子を拡散させず輸送する世界初の中性子収束方式の確立、の2点である。
(1)に関しては、A) 極低エネルギー中性子を輸送するためのガイド管の材質・加工方法の研究をニッケルモリブデン・ダイアモンドコーティングで極低エネルギー中性子の反射率と非鏡面反射成分の実測データを分析し、反射ポテンシャルを測定することで精度よく見積もることに成功した。重水素化ダイアモンドコーティングでは世界最高レベルの反射ポテンシャルを持つ部材の開発に成功。B) ガイド管の部材と中性子の反射をマイクロラフネスモデルにより作成し、実測と合わせることでモデルの精密化を行った。C) J-PARCのBL05ラインに設置したドップラーシフトを用いた超低エネルギー中性子(UCN)をガイド管により導きJ-PARCにおいて初めてのUCN貯蔵実験に成功した。中性子測定器の信号パルス強度によるサチュレーション効果を正確に見積もるために、筑波大学のタンデム施設のビームを用いた低エネルギー陽子線での実測実験を行いデータの収集に成功した。この実験のために新たに筑波大学の関場氏を分担者に追加し、当初の予定通りの成果をあげることができた。
(2)に関しては、分担者である京都大学の岩下を中心にUCN生成装置の特性分析とリバンチャーの装置の磁場特性を改良し、パルスの加減速をさらに効率的に行える装置にすることに成功した。これにより、J-PARCにおける初めての収束実験が可能となった。岩下を中心とした指導により今城氏が若手奨励賞を受賞した。
さらに、EDM実験全体のシステムに関して系統誤差を含めた詳細なシミュレーション評価によりこれまでに比べ一桁以上の測定精度をもたらすことを示した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Concentration of the velocity distribution of pulsed neutron beams2017

    • Author(s)
      M. Kitaguchi, et al.
    • Journal Title

      Prog. Theor. Exp. Phys

      Volume: 2017 (4) Pages: 043D01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx029

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Precise neutron lifetime experiment using pulsed neutron beams at J-PARC2017

    • Author(s)
      N. Nagakura, M. Kitaguchi, S. Yamashita, et al.
    • Journal Title

      e-print arXiv.org

      Volume: 1702.03099 Pages: 1-6

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Pulsed ultra-cold neutron production using a Doppler shifter at J-PARC2016

    • Author(s)
      S. Imajo, N. Kitaguchi, S. Yamashita, et al.
    • Journal Title

      PTEP 2016

      Volume: 2016 No.1 Pages: 1-29

    • DOI

      10.1093/ptep/ptv177

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] J-PARC MLFにおけるドップラーシフターによる超冷中性子ビーム生成とその解析2017

    • Author(s)
      今城想平
    • Organizer
      日本物理学会年会
    • Place of Presentation
      大阪大学 大阪府 豊中市
    • Year and Date
      2017-03-18
    • Invited
  • [Presentation] Search for unknown interaction with neutrons2017

    • Author(s)
      M. Kitaguch
    • Organizer
      The 3rd KMI International Symposium on “Quest for the Origin of Particles and the Universe” (KMI2017)
    • Place of Presentation
      Nagoya Univ., Nagoya, Japan
    • Year and Date
      2017-01-05
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Ultracold Neutron Accelerator for Time focusing of Pulsed Neutrons2016

    • Author(s)
      S. Imajo
    • Organizer
      LINAC 2016
    • Place of Presentation
      East Lansing, MI, USA
    • Year and Date
      2016-09-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 中性子電気双極子モーメント探索実験のための中性子波長幅圧縮法の開発2016

    • Author(s)
      北口雅暁
    • Organizer
      日本物理学会 2016年度秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学 宮崎県 宮崎市
    • Year and Date
      2016-09-23
  • [Presentation] 超冷中性子リバンチャーの性能評価2016

    • Author(s)
      今城想平
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学 宮崎県 宮崎市
    • Year and Date
      2016-09-22
  • [Presentation] Precise Neutron Lifetime Experiment Using Pulsed Neutron Beams at J-PARC2016

    • Author(s)
      N. Nagakura, S. Yamashita, et al.
    • Organizer
      International Nuclear Physics Conference 2016
    • Place of Presentation
      Adelaide, Australia
    • Year and Date
      2016-09-16
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Feasibility Study Of Neutron Wavelength Compressor For EDM Measurement2016

    • Author(s)
      M. Kitaguchi
    • Organizer
      The 26th International Nuclear Physics Conference (INPC2016)
    • Place of Presentation
      Adelaide, Australia
    • Year and Date
      2016-09-13
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超冷中性子リバンチャーの現状2016

    • Author(s)
      今城想平
    • Organizer
      第13回日本加速器学会年会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ国際会議場 千葉県 千葉市
    • Year and Date
      2016-08-08
  • [Presentation] Measurement of neutron lifetime with pulsed cold neutron beams at J-PARC: Experimental apparatus and method2016

    • Author(s)
      S. Ieko, S. Yamashita, M. Kitaguchi, et al.
    • Organizer
      International Workshop: Probing Fundamental Symmetries and Interactions with UCN
    • Place of Presentation
      Mainz, Germany
    • Year and Date
      2016-04-12
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 東京大学・山下研究室:超冷中性子の電気双極子モーメント測定に向けた研究

    • URL

      http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/yamashita/?page=neutron_edm

  • [Remarks] 中性子光学・基礎物理 (NOP)

    • URL

      http://nop.kek.jp/index-j.html

  • [Remarks] 名古屋大学 Phi-Lab 時間反転対称性・CP対称性の破れ

    • URL

      http://phi.phys.nagoya-u.ac.jp/research/nopt.html

URL: 

Published: 2018-01-16  

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