Ｊ－ＰＡＲＣにおける中性子電気双極子モーメント測定実験の為の測定セルの開発研究

J-PARC中子电偶极矩测量实验测量单元的研发

• 批准号: 14J01295
• 负责人: 片山 領
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J01295/
• 关键词: 中性子EDM; 貯蔵セル; 貯蔵実験; 検出効率; 試験材; DLC; ニッケルモリブデン; J-PARC; UCN 貯蔵実験; 非鏡面反射; DLC成膜

[反射性能の決定精度の評価] 超冷中性子の貯蔵容器内に反射材を入れると中性子の数に時間変化が生じる。ゆえに、シミュレーションと実測データの間でその時間変化を比べれば、反射性能を決定できるようになる（貯蔵実験）。今年度後期には、容器内の超冷中性子の軌道をシミュレーションできるようになったため、それを用いて模擬実験解析を行い、反射率が99.98%の場合までなら+-0.01%の精度で反射率を決定できることが分かった。[検出効率の補正]　貯蔵実験では超冷中性子数をモニターする必要があるが、使用している比例計数管の検出効率に速度依存性があることが判明した。そこで、速度依存性の原因であるデポジットエネルギー欠損の定量的な評価を行い、速度依存性を補正できるようにした。さらに、検出効率に位置依存性があることも判明したため、シミュレーションで位置依存性の原因である比例計数管の電場のアバランシェ増幅を明らかにすることを試みた。現時点で有限要素法を用いた電場計算ができる段階まで来ており、来年度初期に位置依存性の補正も行えるようになる見込みである。[試験材の作製] 1.真空蒸着を用いてニッケルモリブデンの試験材を作製することを試みた。そのままでは融点の違いにより合金膜が得られないため、ニッケルとモリブデンを別々に飛ばす二元蒸着を用いた。2.プラズマイオン注入法を用いて重水素化ダイヤモンドライクカーボン(DLC)の試験材を作製することを試みた。成膜条件に応じて水素と膜密度は値を変え、それは反射性能に影響を与える。そこで、表面分析を用いて様々な試験材の反射性能と成膜条件の関係を調べた結果、高い全反射エネルギーを付与できる成膜条件を明らかにできた。今現在、この成膜条件の試験材の準備を進めている。また、調査の中で、基板の材質と表面酸化物の除去で水素を減らせる可能性があるという重要な知見を得た。

[Evaluation of Determination Accuracy of Reflectivity] Ultra-cold Neutron Storage Container Reflectivity Material Insertion and Neutron Number Time Variation The time between the measurement and reflection is different, and the reflection performance is determined. In the later part of this year, the orbit of the ultra-cold neutrals in the container was determined with an accuracy of +-0.01%. [Correction of output rate] The storage condition is not required for the number of supercooled neutrals. The output rate of the proportional counter is determined by the speed. Therefore, a quantitative evaluation of the causes of speed dependence and the lack of loss due to poor performance can be carried out and speed dependence can be corrected. The reason for the position dependence of the proportional counter is that the electric field of the proportional counter increases. Current point finite element method is used to calculate the electric field. [Preparation of test materials] 1. Vacuum evaporation for the preparation of test materials The alloy film is used for melting and melting. 2. The method of injection is applied to the preparation of the DLC test material. The film formation conditions include: water element, film density, etc. The relationship between reflection properties and film formation conditions of the test materials was adjusted according to the results of surface analysis, and the relationship between high total reflection properties and film formation conditions was clarified. Now, the preparation of the film forming conditions and test materials is in progress. In the investigation, the material of the substrate and the removal of water elements are important to understand.

项目成果

J-PARC MLF BL05における超冷中性子蓄積システムの構築

J-PARC MLF BL05 超冷中子储存系统建设

• 发表时间: 2015
• 作者: Ryo KATAYAMA;Kenji MISHIMA;Satoru YAMASHITA;Dai SAKURAI;Masaaki KITAGUCHI;Tamaki YOSHIOKA;Yoshichika SEKI;片山領
• 通讯作者: 片山領

Development of a simulation for measuring neutron electric dipole moment

开发用于测量中子电偶极矩的模拟

• DOI: 10.1088/1742-6596/528/1/012031
• 发表时间: 2014
• 期刊: Journal of Physics: Conference Series 528 (2014) 012031
• 作者: Ryo KATAYAMA;Kenji MISHIMA;Satoru YAMASHITA;Dai SAKURAI;Masaaki KITAGUCHI;Tamaki YOSHIOKA;Yoshichika SEKI
• 通讯作者: Yoshichika SEKI

Simulation Study for Systematic Uncertainty Suppression in nEDM Experiment Assuming Various Surfaces Roughness

假设各种表面粗糙度的 nEDM 实验中系统不确定性抑制的仿真研究

• 发表时间: 2014
• 作者: R. Katayama;et al
• 通讯作者: et al