A Bunch structure measurement of muons accelerated by RFQ using a longitudinal beam-profile monitor with high time resolution

高時間分解能縦方向ビームプロファイルモニタを用いた加速ミューオンのバンチ構造測定

須江 祐貴*; 飯嶋 徹*; 居波 賢二*; 四塚 麻衣*; 二ツ川 健太*; 河村 成肇*; 三部 勉*; 三宅 康博*; 大谷 将士*; 長谷川 和男; 近藤 恭弘   ; 北村 遼   ; 森下 卓俊  ; 飯沼 裕美*; 中沢 雄河*; 石田 勝彦*; 齊藤 直人; 竹内 佑甫*; 牛澤 昂大*; 安田 浩昌*

Sue, Yuki*; Iijima, Toru*; Inami, Kenji*; Yotsuzuka, Mai*; Futatsukawa, Kenta*; Kawamura, Naritoshi*; Mibe, Tsutomu*; Miyake, Yasuhiro*; Otani, Masashi*; Hasegawa, Kazuo; Kondo, Yasuhiro; Kitamura, Ryo; Morishita, Takatoshi; Iinuma, Hiromi*; Nakazawa, Yuga*; Ishida, Katsuhiko*; Saito, Naohito; Takeuchi, Yusuke*; Ushizawa, Takahiro*; Yasuda, Hiromasa*

この論文では、RFQによって89keVまで加速されたミューオンのバンチ長測定について述べる。ミューオンの性質の詳細測定のための、4種類の加速構造を持つリニアックがJ-PARCにおいて開発中である。2017年に、RFQを用いたミューオン加速の実証と横方向プロファイル測定が行われた。次の課題は、次段の加速器のアクセプタンスとビーム整合するために必要な縦方向のビームモニタである。このために、マイクロチャンネルプレートを用いた新しい縦方向ビームモニタを開発中である。このモニタは加速周波数324MHzの1%に相当する時間分解能である30から40psを目標にしている。2018年10月に、RFQによって89keVまで加速された負ミューオニウムイオンのバンチ長測定に成功した。測定されたバンチ長は、0.540.13nsであった。

The result of bunch size measurement of muon accelerated by RFQ up to 89 keV is presented in this paper. A four-stage muon linac for precise measurement of muon property is under construction in the J-PARC. The demonstration of the first muon RF acceleration with an RFQ linac was conducted and the transverse profile of the accelerated muons was measured in 2017. As one of the remaining issues for the beam diagnostic system, the longitudinal beam profile after the RFQ should be measured to match the profile to the designed acceptance of the subsequent accelerator. For this purpose, the new longitudinal beam monitor using the microchannel plate is under development. The time resolution of the monitor aims to be around 30 to 40 ps corresponding to 1% of a period of an operating frequency of the accelerator, which is 324 MHz. On November 2018, the bunch size of accelerated negative muonium ion of 89 keV with the RFQ was measured using this monitor at the J-PARC MLF. The measured bunch width is ns, which is consistent with the simulation.