End-to-end simulations and error studies of the J-PARC muon linac

ミューオンリニアックの全体シミュレーション

竹内 佑甫*; 東城 順治*; Yamanaka, T.*; 中沢 雄河*; 飯沼 裕美*; 近藤 恭弘   ; 北村 遼   ; 森下 卓俊  ; Cicek, E.*; 恵郷 博文*; 二ツ川 健太*; 河村 成肇*; 大谷 将士*; 山崎 高幸*; 吉田 光宏*; 三部 勉*; 齊藤 直人*; 岩下 芳久*; 須江 祐貴*; 鷲見 一路*; 四塚 麻衣*; Sato, Y.*; 安田 浩昌*

Takeuchi, Yusuke*; Tojo, Junji*; Yamanaka, T.*; Nakazawa, Yuga*; Iinuma, Hiromi*; Kondo, Yasuhiro; Kitamura, Ryo; Morishita, Takatoshi; Cicek, E.*; Ego, Hiroyasu*; Futatsukawa, Kenta*; Kawamura, Naritoshi*; Otani, Masashi*; Yamazaki, Takayuki*; Yoshida, Mitsuhiro*; Mibe, Tsutomu*; Saito, Naohito*; Iwashita, Yoshihisa*; Sue, Yuki*; Sumi, Kazumichi*; Yotsuzuka, Mai*; Sato, Y.*; Yasuda, Hiromasa*

J-PARCにおけるミューオンg-2/EDM実験のためのミューオンリニアックを開発中である。ミューオンリニアックは核磁気共鳴型電磁石を用いた小型ストレージリングに212MeVのミューオンビームを供給する。メッシュと円筒電極で構成される初段加速の後、ミューオンは4種類の高周波加速構造で加速される。ミューオンリニアックの設計を総合的に評価するために、General Particle Trackerコードを用いた全体シミュレーションを行った。さらに、加速器部品の様々な誤差を考慮したエラースタディーも行った。この論文ではこの全体シミュレーションの結果を述べる。

A muon linac is under development for future muon g-2/EDM experiments at J-PARC. The linac provides a 212 MeV muon beam to an MRI-type compact storage ring. After the initial acceleration using the electrostatic field created by mesh and cylindrical electrodes, the muons are accelerated using four types of radio-frequency accelerators. To validate the linac design as a whole, end-to-end simulations were performed using General Particle Tracer. In addition, error studies were performed to investigate the effects on beam and spin dynamics of various errors in the accelerator components and input beam distribution. This paper describes the results of the end-to-end simulations and error studies.