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J-PARC RCSからのパルス陽子ビームのアフタープロトン測定

After proton measurement at 3 GeV rapid cycling synchrotron of Japan Proton Accelerator Research Complex

山本 風海; Saha, P. K.; 青木 正治*; 三原 智*; 金正 倫計

Yamamoto, Kazami; Saha, P. K.; Aoki, Masaharu*; Mihara, Satoshi*; Kinsho, Michikazu

荷電レプトン・フレーバ保存則を破る反応(CLFV)の一つであるミュオン電子転換過程は、標準理論を超えた多くの理論でその存在が自然と考えられている。DeeMe実験は、上記ミュオン電子転換過程の探索を目的として、J-PARC RCSとMLF内のミュオンターゲットを使用し、陽子ビームが直接生成するミュオンが転換した電子を検出する。このためDeeMe実験では、陽子ビームのバンチが取り出されたのちに遅発の陽子(以後、After protonと呼ぶ)が一つでもターゲットに入射すると、それがバックグラウンドを生成する。陽子ビームのバンチは設計上最大8.3$$times$$10$$^{-13}$$個の陽子で構成されており、after proton測定のためにはそのような大量の陽子通過後にたった一つの陽子を測定する必要がある。DeeMe実験のバックグラウンド評価に必要な微量のafter protonを検出するシステムを検討のため、まずRCSの出射スキームとDeeMeの要求を確認し、どのような粒子がafter protonとなりうるか評価した。その後、そのようなafter protonを測定する手法を考案し検出効率を評価した。また実際に検出器を設置した結果、after protonをDeeMe実験の要求精度で測定できることを確認した。

DeeMe collaboration aims to search for the Mu-e conversion in nuclear field at J-PARC Materials and Life Science Facility (MLF) with a sensitivity of 10$$^{-14}$$, two orders of magnitude below current limits. The experiment will be conducted by using the muon beam provided at MLF. In the DeeMe experiment, one of major background source is the electrons produced by late-arriving primary protons. This type of background is called "after-proton" background since the background is caused by the protons coming late "after" the main proton beam. In this presentation, we present the resent results of after proton measurement.

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