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。

In this study, the first low-temperature measurement in the world was realized, the three-dimensional incident, the accumulation magnet, the high-stability flight detector, and the ultra-precision measurement of the total violation method were carried out. The new physics of EDM is the world's highest precision exploration. This study is aimed at the development of J-PARC Material Life Science Facility (MLF) under construction. The positron accelerator was designed to emit 3 GeV of positron and generate a positive charge at a constant temperature (surface temperature) during irradiation and at a constant temperature (static temperature). This is the first time that the system has been installed. This is the first time that a person has been arrested. The resonance wavelength (122 nm/355 nm) can be used for electron dissociation, thermal generation (25 meV) and ultra-low speed. The particle accelerator has a motion range of 212 MeV and a three-stage acceleration range of 212 MeV. The particle accelerator has a very good directivity (pT/p~10-5). The request is usually less than 1/1000. 3 T Superconductor Storage Magnets The average height of the accumulated magnetic field is 100 degrees. The accumulation, breakdown and generation of positive electrons are measured by the EDM.

项目成果

Development of Pulsed Beam System for The Three Dimensional Spiral Injection Scheme in The J-PARC Muon g-2/EDM Experiment(poster)

J-PARC Muon g-2/EDM 实验中三维螺旋注入方案脉冲束系统的开发（海报）

• 发表时间: 2021
• 作者: P. B. de Castro;K. Terashima;M.G. Esparza-Echevarria;H. Takeya;Y. Takano;R.Matsushhita
• 通讯作者: R.Matsushhita

ミューオニウム1S-2S遷移分光に向けた976nm高出力光源の開発

976nm高功率μ1S-2S跃迁光谱光源的研制

• 发表时间: 2021
• 作者: 多田紘規;小山駿;西村昇一郎;神田聡太郎;北口雅暁;山崎高幸;佐々木憲一;阿部充志;下村浩一郎;MuSEUM Collaboration;水津理恵;今井康貴
• 通讯作者: 今井康貴

The First Trial of XY-Coupled Beam Phase Space Matching for Three-Dimensional Spiral Injection

三维螺旋注射XY耦合光束相空间匹配的首次试验

• 发表时间: 2021
• 期刊: Proceedings of IPAC2021
• 作者: M.A. Rehman;K. Furukawa;H. Hisamatsu;T. Mibe;H. Nakayama;S. Ohsawa;N. Saito;K. Sasaki;H. Hirayama;H. Iinuma;K. Oda;R. Matsushita;N. Saito
• 通讯作者: N. Saito

Study of muonium behavior in n-type silicon for generation of ultra cold muonium in vacuum

真空产生超冷锷在n型硅中的行为研究

• DOI: 10.1016/j.physb.2021.412997
• 发表时间: 2021
• 期刊: Physica B: Physics of Condensed Matter
• 作者: A.D. Pant;K. Ishida;N. Kawamura;S. Matoba;A. Koda;S. Nishimura;and K. Shimomura
• 通讯作者: and K. Shimomura

Precise Measurement of Anomalous Magnetic Moment of Muon

μ子反常磁矩的精确测量

• DOI: 10.2477/jccj.2020-0025
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Computer Chemistry, Japan
• 作者: Fang Songying;Li Xiaojun;Tago Atsushi;Chiba Daina;MIBE Tsutomu
• 通讯作者: MIBE Tsutomu