超強磁場下のミュオン物理

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62年度中に20テスラの磁場を2万回(約11時間)繰り返し発生させることに成功した。63年度は6月にμSRの実験を行うべく強磁場発生装置を実験室に持込みテストを行ったが検出器の位置調整に予想以上に時間がかかり、物理的測定までに至らなかった。即ちミュオンから崩壊してでてくるポジトロンが強磁場によって曲げられるため最適の検出位置を探さなければならないが、通常なら50ミリ秒毎にくるビームを検出しながら検出器の位置を動かし最適位置を見つけるところが、繰り返し強磁場を使う場合は2秒に一度しかビームを検出できないのでこの作業に時間がかかったわけである。しかし2月のマシンタイムで再挑戦しμSRの実験に成功した。一方サンプルを液体ヘリウム温度に冷却するためのデワーを設計したが、その段階においてシングルショットのパルス磁場ならば問題のなかったステンレススチールが、繰り返しパルス磁場の場合は蓄熱のために温度が上がりデワーの材料として使用できないことが判明した。そのため絶縁体で熱伝導度のいいサファイヤの筒を熱シールドに使ったデワーを制作しヘリウム温度の実験にも成功した。また今年度はもっと強度の高い材料を使って30テスラ用のマグネットの設計と制作を平行して行った。この研究の中核をなす繰り返しパルス強磁場発生の技術研究はまだ世界のどこでもなされておらず、本研究課題がはじめてである。これをミュオンの実験に応用し、新しい研究分野を開くのも全く初めてである。20テスラの磁場の2万回繰り返しの成功は本年7月ベルギーのリューベンで開かれた第2回強磁場磁気国際シンポジウムで発表され高く評価された。また繰り返しパルス磁場とパルス的にくるミュオンビームとの組合せという発想は、パルス中性子な加速器を用いた自由電子レーザーの研究家にも関心を呼び大きな反響があった。