Development of a vacuum compatible ultra-light spectrometer to explore the new physics with high intensity muon beam

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素粒子標準理論を超える新物理に優れた感度があると期待されるミューオン=電子転換過程探索実験の感度を向上させるため、飛跡検出器の高感度化を目指す。特に、同過程の信号事象は105MeVという低エネルギー電子であるため、飛跡検出器の構成素材の低物質量化が実験高感度化の鍵を握る。そこで本研究では、先に準備研究で実現した真空中で動作可能な20ミクロン厚・9.5mm径ストローによる比例計数管を多数実装して大型化した、「真空中で動作可能な飛跡検出機」を複数製作し、ミューオン=電子転換過程探索実験における電子分光計の準備を完了することを目指す。また、準備研究では実現に及ばなかった12ミクロン厚・5mm径という薄膜・小口径ストロー比例計数管を実現し、究極の軽量化飛跡検出器の実現を目指す。これにより、J-PARCで実施予定のミューオン=電子転換過程探索実験の感度を最終的に10,000倍向上させることを目指す。そのため、20ミクロン厚・9.5mm径の導電性薄膜ストローを用いた飛跡検出器を建設する。飛跡検出器に導電性薄膜ストローを実装する際、ストロー膜は検出器の電極を構成するため、その位置は精度良く実装される必要がある。しかし、20ミクロンという薄膜であるため、その位置精度を保証するためには適正な張力を印加する必要があり、準備研究の結果、ストロー1本あたりおよそ1kGの張力が必要となる。飛跡検出器には１機あたり480本のストローが実装されるため、大きな応力が生じることになる。そこで、ストローを多数実装するための圧力容器が必要になるため、R3年度にはこの圧力容器と、圧力容器内にストローを精度良く保持するための位置保証ジグを製作した。ストローの実装はこれをただちに開始し、検出器の製作は順調に進んでいる。