ミューオンニュートリノ質量測定に向けた低速ミューオニックヘリウムビーム開発

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ミューオンニュートリノ質量の直接測定では入射粒子と崩壊生成物の運動量を精密測定することによって、運動学的に計算することで質量が求められる。高精度での測定するためには、 二体崩壊など運動学的に簡単なプロセスでであること、崩壊前後の粒子の運動量が決定できること、 粒子の質量が精度よく決まってい ることがポイントとなる。ミューオンニュートリノの直接測定に関しては、90年代にパイ粒子を用いたπ^+→μ^++ν_μの崩壊プロセスを用いた測定が最も高精 度で測定されている。われわれはパイ粒子崩壊とは全く独立した原子核標的へのミューオン捕獲反応を用いた測定手法を開発を最終目標として、その元となる ミューオニックヘリウムビーム開発として運動量可変な3Heμ+ビームを生成ことを目的とする。ところでビーム自体は様々な応用が考えられるが、特にこの原子からヘリウムイオンを解離することで 低速のミューオンを生成することが可能であり、この 点も考慮して開発を行う。当初考えていたビーム生成方法には問題点が数多くあり、申請中とはことなる方法での生成を目指して計画を変更している。手法は必ずしも自明でないので、最適化や実際のビームの強度、分布、効率など検討を阪大核物理研究センターのミューオンビームを用いて系統的に研究を進める予定である。合わせて、核物理研究センターのミューオンビーム自体の改良もすすめており、本研究ではミューオンビームの最適化も測った上で4Heを用いてビームとして取り出すことを最初の目標としている。