ミュオン異常磁気能率精密測定(J-PARC E34)を目指したミュオン線型加速器の開発

Development of a muon linac toward the precise measurement of the muon anomalous magnetic moment (J-PARC E34)

大谷 将士*; 伊藤 崇  ; 岩下 芳久*; 岩田 佳之*; 河村 成肇*; 北村 遼*; 近藤 恭弘   ; 齊藤 直人; 内藤 富士雄*; 長谷川 和男; 林崎 規託*; 三部 勉*; 森下 卓俊  ; 吉田 光宏*

Otani, Masashi*; Ito, Takashi; Iwashita, Yoshihisa*; Iwata, Yoshiyuki*; Kawamura, Naritoshi*; Kitamura, Ryo*; Kondo, Yasuhiro; Saito, Naohito; Naito, Fujio*; Hasegawa, Kazuo; Hayashizaki, Noriyosu*; Mibe, Tsutomu*; Morishita, Takatoshi; Yoshida, Mitsuhiro*

ミューオン異常磁気モーメント測定実験のための、世界初となるミューオンリニアックを開発中である。このリニアックでは、熱ミューオニウムをレーザー電離して得られる超低速ミューオンを300MeV/cまで加速することで、実験に必要な、非常に広がり角の小さなミューオンビームを生成する。そのために、エミッタンス増大の極力少ない加速が要求される。想定しているビームの質は、規格化rms縦エミッタンス1.5 mm mrad、エネルギー広がり0.1%である。ミューオンリニアックは、高周波四重極リニアック(RFQ), 交差櫛形ドリフトチューブリニアック(IH-DTL), ディスクアンドワッシャ構造(DAW), ディスク装荷型構造(DLS)からなる。RFQはJ-PARCリニアック用に開発した物を用い、IH-DTLとDAWについては、ビーム力学設計と空洞の電磁場設計まで完了している。本発表では、このミューオンリニアックの開発の現状について述べる。

We are developing a muon linac, which will be first case in the world, for the muon anomalous magnetic moment measurement at J-PARC. In the experiment, an ultra-cold muon beam is generated from a surface muon beam by a thermal muonium production followed by the laser dissociation and accelerated to 300 MeV/c by the linac. The muon linac consists of an RFQ, an inter-digital H-mode (IH) drift tube linac (DTL), a Disk And Washer (DAW) structure, and a disk loaded structure. The ultra-cold muons will have an extremely small momentum spread of about 0.1% with a normalized transverse emittance of around 1.5 mm-mrad. In order to satisfy experimental requirement of extremely small transverse divergence angle, the muon should be accelerated without substantial emittance growth. The RFQ was already commissioned at J-PARC with nominal operation power. The beam dynamics and cavity design of IH-DTL and DAW has finished. In this talk, current status of the developments will be presented.