Development of a bunch-width monitor for low-intensity muon beam below a few MeV

数MeV以下の低インテンシティーミューオンビーム用のバンチ幅モニターの開発

須江 祐貴*; 四塚 麻衣*; 二ツ川 健太*; 長谷川 和男; 飯嶋 徹*; 飯沼 裕美*; 居波 賢二*; 石田 勝彦*; 河村 成肇*; 北村 遼   ; 近藤 恭弘   ; 三部 勉*; 三宅 康博*; 森下 卓俊  ; 中沢 雄河*; 大谷 将士*; 齊藤 直人; 下村 浩一郎*; 竹内 佑甫*; 牛澤 昂大*; 山崎 高幸*; 安田 浩昌*

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

低エネルギー、低インテンシティーミューオンビームのビーム進行方向のバンチ幅を測定するための破壊的モニターを開発した。このバンチ幅モニター(BWM)は、1つずつのミューオンを高い分解能で測定するためにマイクロチャンネルプレートを用いている。それに加え、タイミングウオークを抑制するために、コンスタントフラクションディスクリミネータ回路を用いている。時間分解能は精密パルスレーザーを用いて65psと測定された。この分解能は、J-PARC E34実験で要求される性能を満たしている。我々は、このBWMを用いて、高周波四重極リニアックによって加速された負ミューオニウムイオンのバンチ幅を測定した。バンチ幅5411nsと測定することに成功した。

A destructive monitor to measure the longitudinal bunch width of a low-energy and low-intensity muon beam was developed. This bunch-width monitor (BWM) employed microchannel plates to detect a single muon with high time resolution. In addition, constant-fraction discriminators were adopted to suppress the time-walk effect. The time resolution was measured to be 65 ps in rms using a picosecond-pulsed laser. This resolution satisfied the requirements of the muon linac of the J-PARC E34 experiment. We measured the bunch width of negative-muonium ions accelerated with a radio-frequency quadrupole using the BWM. The bunch width was successfully measured to be 54 11 ns, which is consistent with the simulation.