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New Initiative on Search for Charged Lepton Flavor Violation with Highly Intense Muon Source

利用高强度μ子源寻找带电轻子味违规的新举措

基本信息

批准号：
18H05231
负责人：
久野良孝
金额：
$ 123.55万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-06-11 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

荷電レプトンのフレーパ一転換現象は素粒子物理学の標準理論枠内では起きないとされるが、標準理論を超える多くの新物理モデルの理論では、将来観測可能なレベルで発生すると予言している。したがって、新しい物理を発見する最善の物理過程のひとつと考えられている。荷電レプトンのフレーパ一転換で最も重要な過程の一つは、ミューオン電子転換過程である。我々は、東海村のJ-PARC陽子施設において世界最高強度パルスミューオンピームラインを建設し、このミューオン電子転換過程を現在の上限値を100倍上回る実験精度で探索するCOMET Phase-I実験(J-PARC E21実験)を推進し準備している。この実験は2024年以降に開始することになっている。本研究の目的は、この実験精度を当初の値をさらに数倍向上し測定を確実なものにすることである。COMET Phase-I実験では、ミューオン電子転換過程からの電子の運動量を正確に測定する主要な検出器として円筒型ガスドリフトチェンバー(CDC)が使用される。CDCは1Tの磁場中に配置される。2021年(R3)度の実績は、次のようにまとめられる。CDCは磁石の内部の密封した空間に配置されるため、CDCの読み出し電子回路の発熱が問題となる。積極的にこの熱を取り除く設計が必要である。そうでないとFPGAが誤動作する可能性がある。そこで、読み出し回路の、特に最も熱くなるFPGA素子の部分に冷却ヘッドを接触させ水冷で冷却する設計が検討された。2021年度には、この読み出し電子回路の冷却システム試作器が製作された。実際の冷却温度などを調べながら設計に改良を重ね、最終的に要求を満足する性能を出す事ができた。したがって、水冷パイプを外部からCDCの端面に持っていき、１００台余りのFPGAを冷却するシステムを完成する事ができた。

Charged particles are transformed into new particles in the standard model of particle physics, and the standard model is transformed into new particles in the theory of particle physics. The best physical processes are found in new physics. The most important process of electrical charging is the process of electrical conversion. We are preparing for the COMET Phase-I (J-PARC E21) project, which is currently being explored at an upper limit of 100 times higher accuracy, by constructing the world's highest intensity COMET Phase-I project and by developing the electronic conversion process. This year's budget will begin in 2024. The purpose of this study is to determine the accuracy of the original measurement. COMET Phase-I is used to accurately measure the amount of electron movement resulting from the electron exchange process. CDC 1T magnetic field configuration. 2021 (R3) year performance, second and third. The internal sealing space of CDC magnet is arranged, and the heat transmission of CDC magnet and electronic circuit is solved. Positive heat removal design is necessary. There is a possibility of FPGA malfunction. The design of the cooling system for the FPGA elements is discussed in detail. In 2021, the cooling system tester of the electronic circuit was manufactured. The actual cooling temperature is adjusted, the design is improved, the final requirements are met, and the performance is improved. For example, if you want to finish the job, you can finish the job by cooling the outside of the CDC.