Test and Development of New Production Method for Ultracold Neutrons

超冷中子生产新方法的试验与开发

基本信息

  • 批准号:
    10554006
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.26万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1998
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1998 至 1999
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Neutrons provide an important experimental opportunities in fundamental physics researches through, e.g., searches for an electric dipole moment, studies of beta decays, and observations of quantum interference phenomena. In such studies, the availability of neutrons at energies below EィイD2crィエD2 0.25 【similar or equal】μeV (ultracold neutrons, or UCN) is essential, because the spatial confinement of neutrons in a bottle for experiment is only possible for such low energies. In the present work we proposed a new method for the production of UCN, investigated its performances through computer simulations, and developed techniques for the testing and realization of its concepts.The method comprises the deceleration of neutrons through the interaction of a neutron magnetic moment and an external magnetic field. The deceleration effect is accumulated by repeating the spin flip at high- and low-field positions during the flight by means of the adiabatic passage nuclear magnetic resonance tec … More hnique. The deceleration effect is varied according to the time of flight of neutrons from a pulsed neutron source, so that the final kinetic energies converge into narrow region below EィイD2crィエD2.Computer simulations were performed for a designed setup consisting of 160 sections of superconducting magnets which implement a field alternating from 0.59 T to 4.95 T along the neutron flight path. The result shows that an about 70 times higher UCN density compared to the best density presently available in the world will be realized.Then a prototype section with a normal-conducting magnet and an rf coil for the spin flip was constructed. Solid state neutron detectors with a ィイD17ィエD1Li converter foil in front were developed for the UCN detection. Using low-energy neutron beams from the super-mirror turbine facility at Kyoto University Research Reactor Institute, an experimental study is in progress to test validity of the proposed deceleration method and to develop techniques required for it. In the runs performed up to now we have suceeded in obtaining neutrons monochromafized in a velocity range v = 4.27-5.48 m/s with a counting rate of 0.52 mcps. This result suggests that the detection of the deceleration effect will be realized with a planned setup change in the upstream neutron duct. Less
中子为基础物理研究提供了重要的实验机会,例如,研究电偶极矩,研究β衰变,观察量子干涉现象。在这样的研究中,能量低于E D2cr D2 0.25 μeV(超冷中子,UCN)的中子的可用性是必不可少的,因为只有在这样低的能量下,才有可能将中子空间限制在实验用的瓶子里。在目前的工作中,我们提出了一种新的方法来生产UCN,通过计算机模拟研究其性能,并开发了测试和实现其概念的技术。该方法包括通过中子磁矩和外部磁场的相互作用来减速中子。利用绝热通道核磁共振技术,在飞行过程中,通过在高场和低场位置重复自旋翻转来积累减速效应。 ...更多信息 hnique。减速效果根据来自脉冲中子源的中子的飞行时间而变化,对一个由160段超导磁体组成的装置进行了计算机模拟,沿中子飞行路径施加沿着从0.59 T到4.95 T的交变磁场,计算结果表明,在160段超导磁体的作用下,中子的最大动能集中在E_(max)D_(2cr)D_(2cr)D_(2cr)D_(2cr与目前世界上最好的密度相比,将实现大约70倍的高密度UCN。然后,构造具有正常导电磁体和用于自旋翻转的RF线圈的原型部分。研制了用于UCN探测的固体中子探测器,探测器前装有一个转换箔,转换箔为1000 D17,转换箔为D1 Li。使用来自京都大学研究反应堆研究所超镜涡轮机设施的低能中子束,一项实验研究正在进行中,以测试所提出的减速方法的有效性并开发所需的技术。在迄今为止进行的运行中,我们成功地获得了速度范围v = 4.27-5.48 m/s的单色化中子,计数率为0.52 mcps。这一结果表明,减速效应的检测将实现与上游中子导管中的计划设置的变化。少

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K. Asahi, H. Yoshimi, K. Sakai et al.: "Fundamental Physics with Polarized Nuclear Spins - New Type of Spin Maser for the Neutron EDM Measurements"Czechoslovak Journal of Physics. (to be published). (2000)
K. Asahi、H. Yoshimi、K. Sakai 等人:“极化核自旋的基础物理学 - 用于中子 EDM 测量的新型自旋微波激射器”捷克斯洛伐克物理学杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
H. Ogawa, K. Asahi, K. Sakai et al.: "Nuclear Moments Measurements with Polarized Radioactive Beams"Proceedings of the Fourth International Workshop on Laser Spectroscopy on Beams of Radioactive Nuclei, Poznan, Poland, May 1999. (出版予定). (2000)
H. Okawa、K. Asahi、K. Sakai 等人:“用偏振放射性光束进行核矩测量”,第四届放射性核束激光光谱学国际研讨会论文集,波兰波兹南,1999 年 5 月。(即将出版) )(2000)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Asahi,H.Ogawa,K.Sakai et al.: "Nuclear Moments Measurements with Polarzed Radioactive Beams"Proceedings of the Fourth International Workshop on Laser Spectroscopy on Beams of Radioactiver Nuclei,Poznan,Poland,May 1999. (出版予定). (2000)
K.Asahi、H.Okawa、K.Sakai 等人:“用偏振放射性光束进行核矩测量”第四届放射性核束激光光谱学国际研讨会论文集,波兰波兹南,1999 年 5 月。(待出版) )(2000)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
旭耕一郎: "核スピンで探る基礎物理"冷中性子干渉実験の進展とその応用(II)ワークショップ報告書. KURRI-TR-426. 88-95 (1998)
Koichiro Asahi:“用核自旋探索基础物理”冷中子干涉实验及其应用的进展(II)研讨会报告。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
酒井健二、内山靖人、旭耕一郎、他: "スピンフリップ磁気減速とUCNの生成"「冷中性子干渉実験の進展とその応用(III)」研究会報告書. KURRI-KR-35. 81-87 (1999)
Kenji Sakai、Yasuto Uchiyama、Koichiro Asahi等人:“自旋翻转磁减速与UCN的产生”“冷中子干涉实验及其应用进展(三)”研究组报告。 (1999)
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ASAHI Koichiro其他文献

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Application of nuclear spin maser of a new scheme to the experimental study of atomic electric dipole moment
新方案核自旋微波激射器在原子电偶极矩实验研究中的应用
  • 批准号:
    21244029
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 8.26万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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  • 资助金额:
    $ 8.26万
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  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 8.26万
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  • 批准号:
    07454048
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 8.26万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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  • 批准号:
    06640379
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 8.26万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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  • 批准号:
    04640287
  • 财政年份:
    1992
  • 资助金额:
    $ 8.26万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)

相似国自然基金

Probing matter-antimatter asymmetry with the muon electric dipole moment
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
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利用极化超冷分子进行电子电偶极矩搜索
  • 批准号:
    23K20858
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 8.26万
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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超冷 EEDM - 使用超冷分子测量电子的电偶极矩
  • 批准号:
    EP/X030180/1
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 8.26万
  • 项目类别:
    Research Grant
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  • 批准号:
    2311054
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 8.26万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Development of a Spin Analyzer for Neutron Electric Dipole Moment Search with Ultra Cold Neutron
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  • 批准号:
    22H01236
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 8.26万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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利用电子电偶极矩探索 PeV 尺度的新物理
  • 批准号:
    SAPPJ-2019-00057
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 8.26万
  • 项目类别:
    Subatomic Physics Envelope - Project
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通过 EDM^3 协作进行电子电偶极矩 (eEDM) 搜索的氩晶体
  • 批准号:
    RGPIN-2022-04603
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 8.26万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Ultracold Neutron Electric Dipole Moment Experiment
超冷中子电偶极矩实验
  • 批准号:
    SAPPJ-2019-00031
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 8.26万
  • 项目类别:
    Subatomic Physics Envelope - Project
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
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 8.26万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Magnetometry for measuring the electric dipole moment of the electron
用于测量电子电偶极矩的磁力计
  • 批准号:
    ST/W005476/1
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 8.26万
  • 项目类别:
    Research Grant
Ultracold Neutron Electric Dipole Moment Experiment
超冷中子电偶极矩实验
  • 批准号:
    SAPPJ-2019-00031
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 8.26万
  • 项目类别:
    Subatomic Physics Envelope - Project
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知道了