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。

[确定反射性能的准确性评估]当反射材料放在超冷中子的存储容器中时，中子的数量会在时间上变化。因此，通过比较模拟和实际数据之间的时间变化，可以确定反射性能（存储实验）。在今年下半年，我们能够模拟容器中超冷中子的轨道，因此我们使用它来执行模拟实验分析，发现可以以 +-0.01％的精度确定反射率，直到99.98％的反射率。 [纠正检测效率]尽管必须在存储实验中监测超冷中子的数量，但已经发现所使用的比例计数器的检测效率是速度依赖性的。因此，进行了定量评估，这是依赖速率依赖性的原因的存款能量不足的定量评估，以纠正速率依赖性。此外，还发现检测效率取决于位置，我们试图阐明比例计数器的电场的雪崩扩增，这是模拟中位置依赖性的原因。目前，可以使用有限元方法进行电场计算，并且预计在明年年初，位置依赖性校正也将进行。 [测试材料的制造] 1。我们试图使用真空沉积为镍钼制造测试材料。由于无法通过熔点的差异获得合金膜，因此单独使用镍和钼的双重蒸发方法。 2。我们试图使用血浆离子植入制备用于氘化钻石样碳（DLC）的测试材料。氢和膜密度因膜沉积条件而异，这会影响反射性能。因此，我们使用表面分析研究了各种测试材料的反射性能与膜形成条件的反射性能之间的关系，并且可以阐明允许使用高总反射能的膜形成条件。目前，我们目前正在为这些薄膜形成条件准备测试材料。此外，在研究期间，我们获得了重要的发现，即去除底物材料和表面氧化物可能会减少氢。

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