Electron-proton scattering using the lowest-ever energy beam for precise determination of proton charge radius.

使用有史以来最低能量束进行电子-质子散射，以精确确定质子电荷半径。

• 批准号: 20H05635
• 负责人: 須田 利美
• 金额: $ 110.24万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-08-31 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H05635/
• 关键词: 陽子電荷半径; 低エネルギー電子散乱; 極低運動量移行; 電荷形状因子; 断面積絶対値測定; 電子弾性散乱; Rosenbluth 分離; 電子散乱; 低運動量移行; 史上最低ビームエネルギー; 極低運動量移行領域; 陽子半径パズル

陽子電荷半径の精密決定のため、史上最低エネルギー（ 20-60 MeV）での電子・陽子弾性散乱断面積を広い散乱角度で高精度（10^-3) で測定する必要がある。この測定のため、加速器からの電子ビーム輸送系の高度化をおこなった。各種パラメータが不正確な既存の古い四重極電磁石を設計し直し、本実験に必要な電子ビーム供給を可能にする輸送系を建設した。また測定の長期安定性を担保し高品質な測定データ収集のため、安定性に問題のあった数多くの直流電源を高安定度な電源に置き換えた。同時にそれらビーム輸送系の制御系も更新し、また高真空度を安定に維持するためポンプやゲートバルブ等の真空系の更新もおこなった。直線加速器から供給される比較的運動量広がりの大きな電子ビームを高品質化（ビーム広がり 10^-3以下）するため、ビーム偏向部に耐熱性の優れたビームスリットも設置した。これら一連の作業により、本研究遂行に要求されていた電子ビームエネルギー、 20 - 50 MeV、で、運動量広がりが 10^-3 以下、標的上でのビーム広がりが 1 mm 以下の電子ビームが得られることを確認した。室内のビーム起源のバックグラウンドを抑えるため、シミュレーション結果に基づきビームダンプ（ビームストッパー）を設計、ビーム輸送系の最下流にシールドとともに設置した。また既存のスペクトロメータ１台目の焦点面検出機を室内のバックグランド（主としてガンマ線と中性子）から遮蔽するための、鉛シールドを設置し、測定上問題となるバックグランドの本格的な調査をおこなった。その結果、想定より約一桁バックグランド量が多いことが判明し、その対策を継続した。また電磁石スペクトロメータ系の性能評価を弾性散乱事象を利用しておこなった。その結果、焦点面位置の設計値からのずれが判明し、補正方法を確立、測定を継続した。

The accurate determination of the cation charge radius, the lowest in history (20-60 MeV), the electron and cation scattering cross-section area, the scattering angle, and the high accuracy (10^-3) are necessary. Measurement of electron transport system in accelerator We have designed various types of four-pole electromagnets without errors and built a transportation system that makes it possible to supply the necessary electronic equipment. The long term stability of the measurement is guaranteed. The stability of the measurement is determined by the number of DC power supplies. At the same time, the control system of the conveyor system is updated, and the high vacuum degree is maintained. The particle accelerator provides a relatively large amount of motion for the electron beam and high quality (less than 10^-3). This study was carried out in accordance with the following requirements: 20 - 50 MeV, 10^-3 or less motion, 1 mm or less motion. The design and setting of the lowest part of the transport system are based on the design and design of the indoor transport system. The focus plane detector of the existing station is located in the room. The main line is located in the middle of the room. The results of the study are as follows: The performance evaluation of the electromagnetic system is based on the use of electromagnetic scattering. The result, the design value of the focal plane position, the correction method, the measurement, and the correction method are determined.

项目成果

リサーチマップ（須田利美）

研究地图（菅田俊美）

Electron Scattering for Exotic Nuclei

奇异核的电子散射

• DOI: 10.1007/s12043-014-0865-8
• 发表时间: 2014
• 期刊: Pramana Journal of Physics
• 作者: Toshimi Suda;Akitomo Enozokizono;Masahiro Hara;Yuji Haraguchi;Sin’ichi Ichikawa;Kazuyoshi Kurita;Saki Matsuo;Tetsuya Ohnishi, Tadaaki Tamae;Mamoru Togasaki,Kyo Tsukada,Teruaki Tsuru;Shuo Wang;Shunpei Yoneyama and Masanori Wakasugi;T. Suda
• 通讯作者: T. Suda

Performance evaluation of a silicon strip detector for positrons/electrons from a pulsed a muon beam

脉冲 μ 子束正电子/硅带探测器的性能评估

• DOI: 10.1088/1748-0221/15/04/p04027
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Instrumentation
• 影响因子: 1.3
• 作者: Aoyagi T.;Honda Y.;Ikeda H.;Ikeno M.;Kawagoe K.;Kohriki T.;Kume T.;Mibe T.;Namba K.;Nishimura S.;Saito N.;Sasaki O.;Sato N.;Sato Y.;Sendai H.;Shimomura K.;Shirabe S.;Shoji M.;Suda T.;Suehara T.;Takatomi T.;Tanaka M.;Tojo J.;Tsukada K.;Uchida T.;Ushizawa T
• 通讯作者: Ushizawa T

Hampton University/Texas A&M(米国)

汉普顿大学/德克萨斯农工大学（美国）

Shandon University(中国)

山东大学（中国）