ミューオンg-2/EDM精密測定に向けたミューオン線形加速器高速部の開発

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室温程度まで冷却した超低速のミューオンを加速して得る低エミッタンスビームを用いた新手法によるミューオンの異常磁気能率(g-2)と電気双極子能率(EDM)の精密測定を実現するため、この手法の鍵となるミューオン加速技術の実現を目指している。2022年度は、線形加速器高速部に用いるミューオン用円盤装荷型加速管(DLS)の開発に注力し、高周波源とDLSとを繋ぐカプラーの設計、カプラー部分での電磁場分布のビームダイナミクスへの影響推定、試作機の高周波特性評価を行った。カプラー設計では、KEK 電子陽電子入射器の構造を参考に開口部等の寸法調整を行い、結合度と共振周波数を合わせて移相誤差を1 deg.以下に抑制できることを3次元電磁場解析で示した。また、そこで得た電磁場分布を用いてビームダイナミクスを計算し、カプラーで開口部の影響により生じる電磁場の非対称性がエミッタンスに影響を及ぼす可能性が低いことを示した。ただし、そもそも高速部で必要な電場強度が大きく、エミッタンスが増加しやすい傾向があることを発見したため、ビーム光学系の設計変更も行った。試作機は全セルが同じ寸法の定インピーダンス型の基準管とカプラーで構成され、いずれも上記の電磁場解析による設計をもとに実際にカプラー部分を製作したものである。基準管については、セル間の結合度が3桁の精度で設計と一致することを示し、共振周波数はピークピーク値で50 MHz以下の精度まで調整できることが明らかとなった。また、Q値や軸上電場強度の実測結果も揃えている。カプラーについては、Kyhl 法による調整でカプラー離調時と隣接空洞離調時の位相差を1 deg.以下に抑制したが、Nodal shift 法では周波数を合わせた基準管で移相のずれが見えた。以上のように、試作によって製作過程で生じる誤差や調整手法の課題を明らかにした。