大強度陽子加速路を用いた素粒子実験

使用高强度质子加速路径的基本粒子实验

• 批准号: 10894013
• 负责人: 笹尾 登
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10894013/
• 关键词: 高輝度二次ビーム; 位相回転法; 大強度陽子加速器; レペトン・フレーバー・バイオレーション; CP非保存; ニュートリノ振動; ミューオン冷却

本研究では、位相回転法による高輝度二次ビーム生成法を新しく考案し、それに基づく素粒子実験の検討を行った。まず、位相回転(Phase Rotation)についてその原理を簡単に説明する。位相回転法は3つ又は4つのセクションより成立する:(1)標的及びソレノイドによる2次粒子捕獲部、(2)減少磁場ソレノイドによるマッチングセクション、(3)位相回転用RFセクション、(4)冷却部(2次粒子がμ中間子の場合)、である。まず、幅1nsec程度にパルス化された高エネルギー陽子ビームは、標的に入射され、多数の2次粒子を生み出す。2次粒子は高磁場(12T)ソレノイドで捕獲される。マッチングセクションでは徐々に磁場を弱くし(12T→3T)、粒子の横方向運動量を縦方向運動量に変換する。同時に、このセクションを飛行する間に速い粒子と遅い粒子の間に時間差が生まれる。この粒子集団に対して適当な位相を持ったRFを印加し、運動量の大きい粒子は減速、小さい粒子は加速し、運動量を揃える。更にμ粒子の場合、アイオンゼーション法により縦方向横方向の冷却を行い高輝度化を計る。こうして得られたビームは従来の二次粒子に比べて1000倍以上の輝度を持たせる事が可能である。次にこのビームを用いて可能になる素粒子・原子核物理を述べる。(1)μ中間子を用いたレプトン・フレーバー保存則の破れ。(μ→eγ、μ→e変換実験等) (2)タッグ付K_L3次ビーム粒子の生成と、それを用いたCP不変性の破れ実験。(K_L→π^0vv実験等) (3)μ中間子寿命超精密測定と弱い相互作用結合定数の決定。(4)ニュートリノビームを用いたレプトン部CP非保存実験の可能性を検討。以上の項目に対して詳しい検討を行い、高輝度ビームが実現するならばいずれも素粒子物理に画期的な境地を切り開く事が分かった。以上の成果を2回のProceeding Reportにまとめた。

In this study, we investigated the phase inversion method and the high brightness quadratic generation method. A brief description of the principle of Phase Rotation The phase inversion method is established by:(1) the target and solution for secondary particle capture;(2) the solution for reducing the magnetic field;(3) the RF solution for phase inversion;(4) the cooling unit (when the secondary particle is a μ-intermediate); and (5) the secondary particle capture unit. For example, the amplitude of 1nsec is higher than that of the target, and most of the secondary particles are emitted. The secondary particles are trapped in a high magnetic field (12T). The magnetic field is weak (12T→3T), and the amount of lateral movement of particles is changed. At the same time, the time difference between the speed of the particles and the time difference between the particles is caused. The particle population is divided into two groups: one is the phase, the other is the RF, the other is the amount of motion, the other is the deceleration, the other is the acceleration, the other is the amount of motion. In addition, in the case of μ particles, the cooling method in the horizontal direction and the high brightness method are calculated. The brightness of the secondary particles is more than 1000 times higher than that of the secondary particles. Next, the application of nuclear physics may be discussed in detail. (1)The intermediate particles are used in the process of preservation. (μ→eγ, μ→e change, etc.) (2) The change of CP invariance during the generation and use of K_L3-time video particles is implemented. (K_L→π^0vv) (3) Ultra-precise measurement of the lifetime of the μ-intermediate and determination of the binding number of weak interaction. (4)The possibility of CP non-preservation is discussed. The above items are discussed in detail, and the high-brightness projects are implemented in the field of particle physics. The results of the above are summarized in the Proceeding Report.

项目成果

笹尾 (他): "High Intensity Secondary Beam with Phase Rotation" 笹尾登、久野良孝, 183 (1999)

Sasao（及其他人）：“具有相位旋转的高强度二次光束”Noboru Sasao，Yoshitaka Kuno，183 (1999)