Super high precision measurements of anomalous magnetic moment and electric dipole moment of muon

μ子反常磁矩和电偶极矩的超高精度测量

• 批准号: 20H05625
• 负责人: 三部 勉
• 金额: $ 407.18万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H05625/
• 关键词: ミュオン; 異常磁気能率; 電気双極子能率; 超精密測定; 長精密測定

本研究では、ミュオンを冷却・加速することにより世界初の低エミッタンスビームを実現し、３次元らせん入射・コンパクトな蓄積磁石・高安定度飛跡検出器を用いて従来と全く違う手法を用いて、g-2とEDMの超精密測定を行う。これによりg-2に新物理の効果が見えているのかに決着をつけるとともに、EDMを世界最高精度で探索することが目的である。本研究は現在建設中のJ-PARCの物質生命科学実験施設(MLF)のミュオンビームライン(Hライン)にて行う。陽子加速器から取り出された3 GeVの陽子ビームがミュオン生成標的に照射されると、標的中でパイオンが生成・静止し、その2体崩壊によって100%偏極した運動エネルギー4 MeV (運動量約30 MeV/c)の正電荷を持つミュオン(表面ミュオン)が生成される。これを捕獲ソレノイドとビームラインによって輸送し、ミュオニウム生成標的で静止させる。ここでミュオンは熱エネルギー程度まで減速され、電子を捕獲しミュオニウムとなり、標的外へ放出される。共鳴イオン化レーザー(122 nm/355 nm)を用いてミュオニウムから電子を解離すると、熱エネルギー(25 meV)程度の超低速のミュオンができる。これを直線加速器で運動エネルギー212 MeVまで３段階に分けて加速することで非常に指向性の良い(pT/p~10-5)「低エミッタンスミュオンビーム」が得られる。ビームエミッタンスは通常のミュオンビームに比べて1/1000程度小さい。このビームを3 Tの超伝導蓄積磁石へ入射する。均一度が極めて高い蓄積磁場でミュオンビームを蓄積し、崩壊で生成した陽電子をシリコン飛跡検出器で測定することにより、ミュオンのスピン歳差運動を測定し、g-2とEDMを精密測定する。

在这项研究中，通过冷却和加速MUON实现了世界上第一个低启示梁，并且使用完全不同的方法与使用三维螺旋螺旋事件，紧凑的累积磁铁和高稳定性轨道检测器之前，使用完全不同的方法进行了G-2和EDM的超精确测量。这将解决是否可以在G-2中看到新物理学的影响，目的是搜索世界上最高准确性的EDM。这项研究将在目前正在建设的J-PARC的材料生命科学实验设施（MLF）的Muon Beamine（H-Line）上进行。当从质子加速器中提取的3 GEV质子束被照射到MUON生成靶标时，培养剂量并固定在靶标中，并且两个物体衰减会产生一个MUON（表面MUON），其正电荷为4 MeV（动量为30 MEV/c），具有100％极性的偏振能量。它是通过捕获电磁阀和光束线运输的，并将其放置在产生的目标中。在这里，兆子慢慢降低到热能的程度，捕获电子，变成Muonium并在目标外释放。使用谐振电离激光器（122 nm/355 nm）从Muonium中解离，从而导致大约热能（25 MeV）的超湿臂。通过在三个阶段加速这一阶段，用线性加速器高达212 MeV动能，可以获得非常定向性（PT/P〜10-5）的“低发射音MUON BEAM”。梁的发射率大约比常规的万光梁小约1/1000。该光束入射在3 t超导的积累磁铁上。 MUON光束积聚在极高的均匀磁场中，并用倒塌产生的正电子通过硅轨道检测器测量以测量MUON自旋进液，并测量了G-2和EDM的精确测量。

项目成果

The J-PARC muon g-2/EDM experiment

J-PARC muon g-2/EDM 实验

• 发表时间: 2021
• 作者: Koya Hashimoto ; Daisuke Hayasaka ; Yuji Eguchi ; Yugo Seko ; Ji Cai ; Koichi Goka ; Taku Kadoya;S. Kamioka
• 通讯作者: S. Kamioka

J-PARC muon g-2/EDM実験：シリコンストリップ検出器用読み出しASICのための品質検査システム

J-PARC muon g-2/EDM实验：硅条检测器读出ASIC质量检测系统

• 发表时间: 2022
• 作者: 久米;三部，道畑，高橋;E. Aprile et al.;小川，久米，高富，佐藤（伸），他;山下雅樹;佐藤（優），久米，高富，佐藤（伸），他;山下雅樹;山中，久米，高富，佐藤（伸），他
• 通讯作者: 山中，久米，高富，佐藤（伸），他

物理科学，この1年 2022

2022 年物理科学

• 发表时间: 2022
• 作者: パリティ編集委員会;分担執筆
• 通讯作者: 分担執筆

TRIUMF/University of Victoria/UBC(カナダ)

TRUMF/维多利亚大学/UBC（加拿大）

Development of a Disk-and-Washer Cavity for the J-PARC Muon g-2/EDM Experiment (poster)

为 J-PARC Muon g-2/EDM 实验开发盘垫圈腔（海报）

• 发表时间: 2021
• 作者: Y. Takeuchi