Re-acceleration of ultra cold muon in J-PARC Muon Facility

J-PARCミューオン施設における極冷ミューオンの再加速

近藤 恭弘   ; 長谷川 和男; 森下 卓俊  ; 大谷 将士*; 二ツ川 健太*; 河村 成肇*; 三部 勉*; 山崎 高幸*; 吉田 光宏*; 北村 遼*; 中沢 雄河*; 飯沼 裕美*; 須江 祐貴*; 林崎 規託*; 岩下 芳久*; 岩田 佳之*; 齊藤 直人; 他13名*

Kondo, Yasuhiro; Hasegawa, Kazuo; Morishita, Takatoshi; Otani, Masashi*; Futatsukawa, Kenta*; Kawamura, Naritoshi*; Mibe, Tsutomu*; Yamazaki, Takayuki*; Yoshida, Mitsuhiro*; Kitamura, Ryo*; Nakazawa, Yuga*; Iinuma, Hiromi*; Sue, Yuki*; Hayashizaki, Noriyosu*; Iwashita, Yoshihisa*; Iwata, Yoshiyuki*; Saito, Naohito; 13 of others*

J-PARCにおいて、ミューオニウムをレーザー電離して生成される超低速ミューオン(30meV)を再加速するシステムを開発中である。このようにして得られるミューオンビームは、ミューオンg-2実験で要求される低エミッタンスを満たす。J-PARC E34実験では、g-2を0.1ppmの精度で測定することを目指す。超低速ミューオンは、高周波四重極リニアック(RFQ)、交差櫛形Hモードドリフトチューブリニアック、ディスクアンドワッシャ結合セル型リニアック、円盤装荷型リニアックにより212MeVに加速される。その第一段階として我々は2017年10月に世界初となるRFQによるミューオン加速実験に成功した。本発表では、ミューオンリニアックの設計と加速実験の結果について述べる。

J-PARC is developing the reacceleration system of the ultra slow (30 meV) muon (USM) obtained by two-photon laser resonant ionization of muonium atoms. The muon beam thus obtained has low emittance, meeting the requirement for the g-2/EDM experiment. J-PARC E34 experiment aims to measure the muon anomalous magnetic moment (g-2) with a precision of 0.1 ppm and search for EDM with a sensitivity to e cm. The USM's are accelerated to 212 MeV by using a muon dedicated linac to be a ultra cold muon beam. The muon LINAC consists of an RFQ, a inter-digital H-mode DTL, disk and washer coupled cell structures, and disk loaded structures. Proof of the slow muon acceleration scheme is an essential step to realize the world first muon linac. In October 2017, we have succeeded to accelerate slow negative muoniums generated using a simpler muonium source to 89 keV. In this talk, present design of the muon linac and the result of the world first muon acceleration experiment are reported.