Development of a method evaluating the surface roughness of neutron guides for a measurement of the permanent electric dipole moment of the neutron

开发一种评估中子导管表面粗糙度的方法，用于测量中子的永久电偶极矩

• 批准号: 21K13940
• 负责人: 今城 想平
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K13940/
• 关键词: 超冷中性子; 中性子ガイド管; BRDF; 反射モデル; 表面粗さ; 散漫散乱

2021B期のJ-PARC MLF実験課題 (proposal No.: 2021B0309) にて行った超冷中性子(UCN)ガイド管のUCN輸送効率測定結果を可視光線の散漫散乱モデルであるマイクロファセットBRDFモデルを導入した中性子輸送シミュレーションを用いて詳細に解析した。そしてその結果を論文に纏め、プレプリントサーバーにアップロードするとともに査読誌に投稿した。論文は現在査読中である。また、表面粗さサンプルを用いたUCN散乱方向測定を行う上で有用な2次元UCN検出器 CASCADE-Uを研究代表者の属するTUCAN実験の研究グループが購入したため、より厳密なUCN散乱実験を行うためにCASCADE-Uを用いるように計画を変更した。そしてCASCADE-Uを既存の実験セットアップに取り付けるためのダクト等を作成し、2022B期のJ-PARC MLF実験課題 (proposal No.: 2022B0265) において検出器の試運転を行った。この検出器は12.5mm間隔で縦横8個ずつ合計64個のUCN検出チャンネルを有している。試運転では冷中性子ビームを用いた検出器中心部の5チャンネルのUCN検出効率および位置分解能の評価と、UCN測定を行った。この結果として、検出器の中性子検出効率については単チャンネル中心での効率は装置設計にほぼ一致する値が確認できたが、隣り合うチャンネル間では中性子の数え落としにより検出効率が10%程度減少することが判明した。また位置分解能に関しては、横方向については仕様通りの分解能を確認できたが、縦方向については一部のチャンネル間でクロストークまたは誤動作と思われる結果が得られた。従って、散乱実験を行う前に検出器の全チャンネルの中性子検出効率測定などのさらに精密な性能評価実験を行い、現状の検出器の問題点を正確に把握して改修などを検討しなければならないことがわかった。

J-PARC MLF Implementation Project of 2021 Phase B (proposal No.: 2021B0309) Ultra-cold Neutrals (UCN) Transport Efficiency Measurement Results of UCN Tubes for Visible Light Scattering and Scattering The results of the paper are as follows: The paper is now in the middle of the investigation. UCN Scatter Direction Measurement on the Surface of the Surface of J-PARC MLF Implementation Project (proposal No.: 2022B) for CASCADE-U 2022B0265) Test run of the detector. The detector is separated by 12.5mm and 8 pixels horizontally, totaling 64 pixels. The test run was conducted on the central part of the detector, and the UCN detection efficiency and position decomposition performance were evaluated. The results show that the average sub-detection efficiency of the detector is 10% lower than the average sub-detection efficiency of the device design. The position decomposition energy is related to the horizontal direction and the horizontal direction. The decomposition energy is confirmed. The direction is related to the part of the rotation. The result is incorrect. The problem points of the current detector should be correctly grasped and corrected before the detector is detected.

项目成果

TUCAN 実験のための中性子ガイド管の J-PARC/MLF BL05 でのパルス UCN を用いた透過率評価

在 J-PARC/MLF BL05 TUCAN 实验中子导管上使用脉冲 UCN 进行透射率评估

• 发表时间: 2022
• 作者: 今城 想平;TUCAN collaboration
• 通讯作者: TUCAN collaboration

TRIUMFでの中性子EDM実験に用いられる中性子ガイド管のJ-PARC/MLF BL05 での性能測定とその解析

J-PARC/MLF BL05 TRIUMF 中子 EDM 实验中使用的中子导管的性能测量和分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Sato Y;Xiang Z;Kasahara Y;Kasahara S;Chen L;Tinsman C;Iga F;Singleton J;Nair N L;Maksimovic N;Analytis J G;Li Lu;Matsuda Y;水野邦彦;今城想平
• 通讯作者: 今城想平