Ｊ－ＰＡＲＣにおけるミューオニウム超微細構造の精密測定実験

今年度は、初年度に行った開発およびシミュレーションの成果を集約して，最終的な分光実験に向けた各測定器の準備および実験装置のすべてを組み合わせた動作試験を行った．陽電子検出器の実機量産および試験を行い，期待通りの性能が得られていることを実験室での試験およびJ-PARCでのビーム試験を通して確認し，大強度のパルスミューオンビームに由来する高計数率の陽電子を少ない数え落としで位置有感に検出することに成功した．ファイバービームプロファイルモニタのビーム試験を行い，実験で用いるビームの形状および強度を測定することに成功した．得られたビームプロファイルは期待通りのものであった．この開発によって，従来型のモニタとの比較で物質量を3/4に低減し，検出効率の一様性を最大で10倍程度改善することができた．系統誤差に関する数値計算フレームワークを改良し，標的領域における磁場分布およびRF強度分布を考慮した現実的な共鳴曲線の数値計算を確立した．測定における系統誤差の主要な要因として考えられるいくつかの量について物理実験のセットアップにおいて実測を行った．2016年2月にJ-PARC MLF MUSEにおいて最初の分光実験を行った．実験施設における不測の事態により予定の1/3のビーム強度かつ短いビーム供給時間ではあったものの，物理測定に必要なすべての要素を組み上げて行った最初の実験であり，実験中に発生した問題への対処を含めて，大強度パルスミューオンビームを用いた新世代の精密測定実験の基礎を確立することには成功したと言える．ビーム強度は依然として制限されているものの4倍の測定時間が確保可能なビームタイムが2016年6月に予定されており，先行実験を上回る精度でミューオニウム超微細構造を決定することが期待される．

今年度は、初年度に行った開発およびシミュレーションの成果を集約して，最終的な分光実験に向けた各測定器の準備および実験装置のすべてを組み合わせた動作試験を行った．陽電子検出器の実機量産および試験を行い，期待通りの性能が得られていることを実験室での試験およびJ-PARCでのビーム試験を通して確認し，大強度のパルスミューオンビームに由来する高計数率の陽電子を少ない数え落としで位置有感に検出することに成功した．ファイバービームプロファイルモニタのビーム試験を行い，実験で用いるビームの形状および強度を測定することに成功した．得られたビームプロファイルは期待通りのものであった．この開発によって，従来型のモニタとの比較で物質量を3/4に低減し，検出効率の一様性を最大で10倍程度改善することができた．系統誤差に関する数値計算フレームワークを改良し，標的領域における磁場分布およびRF強度分布を考慮した現実的な共鳴曲線の数値計算を確立した．測定における系統誤差の主要な要因として考えられるいくつかの量について物理実験のセットアップにおいて実測を行った．2016年2月にJ-PARC MLF MUSEにおいて最初の分光実験を行った．実験施設における不測の事態により予定の1/3のビーム強度かつ短いビーム供給時間ではあったものの，物理測定に必要なすべての要素を組み上げて行った最初の実験であり，実験中に発生した問題への対処を含めて，大強度パルスミューオンビームを用いた新世代の精密測定実験の基礎を確立することには成功したと言える．ビーム強度は依然として制限されているものの4倍の測定時間が確保可能なビームタイムが2016年6月に予定されており，先行実験を上回る精度でミューオニウム超微細構造を決定することが期待される．