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論文

Rabi-oscillation spectroscopy of the hyperfine structure of muonium atoms

西村 昇一郎*; 鳥居 寛之*; 深尾 祥紀*; 伊藤 孝; 岩崎 雅彦*; 神田 聡太郎*; 川越 清以*; Kawall, D.*; 河村 成肇*; 黒澤 宣之*; et al.

Physical Review A, 104(2), p.L020801_1 - L020801_6, 2021/08

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Optics)

As a method to determine the resonance frequency, Rabi-oscillation spectroscopy has been developed. In contrast to conventional spectroscopy which draws the resonance curve, Rabi-oscillation spectroscopy fits the time evolution of the Rabi oscillation. By selecting the optimized frequency, it is shown that the precision is twice as good as conventional spectroscopy with a frequency sweep. Furthermore, the data under different conditions can be treated in a unified manner, allowing more efficient measurements for systems consisting of a limited number of short-lived particles produced by accelerators such as muons. We have developed a fitting function that takes into account the spatial distribution of muonium and the spatial distribution of the microwave intensity to apply this method to ground-state muonium hyperfine structure measurements at zero field. It was applied to the actual measurement data, and the resonance frequencies were determined under various conditions. The result of our analysis gives $$nu_{rm HFS}$$ = 4 463 301.61 $$pm$$ 0.71 kHz.

論文

Negative muonium ion production with a C12A7 electride film

大谷 将士*; 深尾 祥紀*; 二ツ川 健太*; 河村 成肇*; 的場 史郎*; 三部 勉*; 三宅 康博*; 下村 浩一郎*; 山崎 高幸*; 長谷川 和男; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 1350, p.012067_1 - 012067_6, 2019/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.07

負ミューオニウムはそのユニークな性質から様々な科学の分野で応用される可能性がある。1980年代に真空中で初めて生成されて以来、仕事関数の低い物質を用いて負ミューオニウム生成効率を高めることが議論されてきた。アルミナセメントの構成物質であるC12A7は良く知られた絶縁体であるが、電子をドープすることで導体として振舞うことが近年発見された。このC12A7エレクトライドは2.9eVという比較的低い仕事関数を持ち、負イオン生成効率を示すと期待されている。本論文では、従来用いていたアルミニウム、C12A7エレクトライド、さらにステンレスターゲット用いた負ミューオニウムイオン生成効率の比較について述べる。測定された生成率は10$$^{-3}$$/sであり、現状セットアップではエレクトライドにおいても大きな生成率向上は確認されず、表面状態をより注意深く整える必要であることが推定される。また、生成された負ミューオニウムの平均エネルギーに材質依存はなく、0.2$$pm$$0.1keVであった。

論文

First muon acceleration using a radio-frequency accelerator

Bae, S.*; Choi, H.*; Choi, S.*; 深尾 祥紀*; 二ツ川 健太*; 長谷川 和男; 飯嶋 徹*; 飯沼 裕美*; 石田 勝彦*; 河村 成肇*; et al.

Physical Review Accelerators and Beams (Internet), 21(5), p.050101_1 - 050101_6, 2018/05

 被引用回数:11 パーセンタイル:81.67(Physics, Nuclear)

ミューオンがRF加速器によって初めて加速された。正ミューオンと電子の束縛状態である負ミューオニウムをアルミ標的中での電子獲得反応によって生成し、静電加速器により初期加速する。それを高周波四重極加速空洞(RFQ)によって89keVまで加速した。加速された負ミューオニウムは、偏向電磁石による運動量の測定と飛行時間により同定された。このコンパクトなミューオン加速器は、素粒子物理や物性物理などのミューオン加速器の様々な応用への第一歩である。

論文

New precise measurement of muonium hyperfine structure interval at J-PARC

上野 恭裕*; 青木 正治*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 啓一*; 伊藤 孝; 岩崎 雅彦*; et al.

Hyperfine Interactions, 238(1), p.14_1 - 14_6, 2017/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:90.77

MuSEUM is an international collaboration aiming at a new precise measurement of the muonium hyperfine structure at J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex). Utilizing its intense pulsed muon beam, we expect a ten-fold improvement for both measurements at high magnetic field and zero magnetic field. We have developed a sophisticated monitoring system, including a beam profile monitor to measure the 3D distribution of muonium atoms to suppress the systematic uncertainty.

論文

First trial of the muon acceleration for J-PARC muon g-2/EDM experiment

北村 遼*; 大谷 将士*; 深尾 祥紀*; 河村 成肇*; 三部 勉*; 三宅 康博*; 下村 浩一郎*; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; Bae, S.*; et al.

Proceedings of 8th International Particle Accelerator Conference (IPAC '17) (Internet), p.2311 - 2313, 2017/06

J-PARCにおいて、新しいミューオンg-2実験が計画されている。この実験では、超低温ミューオンを生成し、線形加速器によって再加速する。このミューオンリニアックの初段の加速構造として、RFQが用いられる。初期の加速試験において、J-PARCリニアックの予備機として製作されたRFQ(RFQ II)を用いる予定である。この論文では、初期の加速試験に用いる、アルミニウムのデグレーダを用いた低速ミューオン源の開発状況、また、このミューオン源を用いたミューオン加速のシミュレーション研究について述べる。

論文

Muon acceleration using an RFQ

近藤 恭弘; 長谷川 和男; 大谷 将士*; 三部 勉*; 深尾 祥紀*; 河村 成肇*; 三宅 康博*; 下村 浩一郎*; 北村 遼*; 石田 勝彦*; et al.

Proceedings of 28th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2016) (Internet), p.992 - 995, 2017/05

J-PARCにおいて、新しいミューオンg-2実験が計画されている。この実験では、超低温ミューオンを生成し、線形加速器によって再加速する。このミューオンリニアックの初段の加速構造として、RFQが用いられる。初期の加速試験において、J-PARCリニアックの予備機として製作されたRFQ(RFQ II)を用いる予定である。この論文では、初期の加速試験に用いる、アルミニウムのデグレーダを用いた低速ミューオン源の開発状況、また、このミューオン源を用いたミューオン加速のシミュレーション研究について述べる。

論文

New muonium HFS measurements at J-PARC/MUSE

Strasser, P.*; 青木 正治*; 深尾 祥紀*; 東 芳隆*; 樋口 嵩*; 飯沼 裕美*; 池戸 豊*; 石田 啓一*; 伊藤 孝; 岩崎 雅彦*; et al.

Hyperfine Interactions, 237(1), p.124_1 - 124_9, 2016/12

 被引用回数:6 パーセンタイル:92.96

At the Muon Science Facility (MUSE) of J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex), the MuSEUM collaboration is planning new measurements of the ground state hyperfine structure (HFS) of muonium both at zero field and at high magnetic field. The previous measurements were performed both at LAMPF (Los Alamos Meson Physics Facility) with experimental uncertainties mostly dominated by statistical errors. The new high intensity muon beam that will soon be available at MUSE H-Line will provide an opportunity to improve the precision of these measurements by one order of magnitude. An overview of the different aspects of these new muonium HFS measurements, the current status of the preparation, and the results of a first commissioning test experiment at zero field are presented.

論文

ミューオンg-2/EDM実験のためのRFQを用いたミューオン初期加速の現状

北村 遼*; 大谷 将士*; 深尾 祥紀*; 河村 成肇*; 三部 勉*; 三宅 康博*; 下村 浩一郎*; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; 石田 勝彦*; et al.

Proceedings of 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.476 - 479, 2016/11

J-PARCにおいて、新しいミューオンg-2実験が計画されている。この実験では、超低温ミューオンを生成し、線形加速器によって再加速する。このミューオンリニアックの初段の加速構造として、RFQが用いられる。初期の加速試験において、J-PARCリニアックの予備機として製作されたRFQ(RFQ II)を用いる予定である。この論文では、初期の加速試験に用いる、アルミニウムのデグレーダを用いた低速ミューオン源の開発状況、また、このミューオン源を用いたミューオン加速のシミュレーション研究について述べる。

論文

Development of muon linac for the muon g-2/EDM experiment at J-PARC

大谷 将士*; 三部 勉*; 深尾 祥紀*; 齊藤 直人; 吉田 光宏*; 北村 遼*; 近藤 恭弘; 岩下 芳久*

Proceedings of 6th International Particle Accelerator Conference (IPAC '15) (Internet), p.2541 - 2544, 2015/06

加速器によるミュオンの加速は、これまでに経験のないものである。これにより、ミュオンの異常磁気能率を0.1ppm、電気双極子モーメントを10$$^{-21}$$ e$$cdot$$cmの精度で測定し、素粒子の標準模型を超える物理を探索することが可能となる。我々は、ミュオン加速専用のリニアックを開発中であり、低速負ミュオンを用いた加速試験を行う予定である。この論文では、このミュオンリニアックの開発状況を述べる。まず、ミュオン$$g$$-2測定実験の概要を述べ、つぎにミュオンリニアックの全容について述べる。さらに、開発中の中速部用ディスクアンドワッシャ型加速空洞の設計について紹介し、最後に、負ミュオニウムを用いた高周波四重極リニアックの加速試験の準備状況について述べる。

論文

Identified charged hadron production in $$p + p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 and 62.4 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review C, 83(6), p.064903_1 - 064903_29, 2011/06

 被引用回数:156 パーセンタイル:99.42(Physics, Nuclear)

200GeVと62.4GeVでの陽子陽子の中心衝突からの$$pi, K, p$$の横運動量分布及び収量をRHICのPHENIX実験によって測定した。それぞれエネルギーでの逆スロープパラメーター、平均横運動量及び単位rapidityあたりの収量を求め、異なるエネルギーでの他の測定結果と比較する。また$$m_T$$$$x_T$$スケーリングのようなスケーリングについて示して陽子陽子衝突における粒子生成メカニズムについて議論する。さらに測定したスペクトルを二次の摂動QCDの計算と比較する。

論文

Azimuthal correlations of electrons from heavy-flavor decay with hadrons in $$p+p$$ and Au+Au collisions at $$sqrt{s_{NN}}$$ = 200 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Aramaki, Y.*; et al.

Physical Review C, 83(4), p.044912_1 - 044912_16, 2011/04

 被引用回数:8 パーセンタイル:52.71(Physics, Nuclear)

重いフレーバーのメソンの崩壊からの電子の測定は、このメソンの収量が金金衝突では陽子陽子に比べて抑制されていることを示している。われわれはこの研究をさらに進めて二つの粒子の相関、つまり重いフレーバーメソンの崩壊からの電子と、もう一つの重いフレーバーメソンあるいはジェットの破片からの荷電ハドロン、の相関を調べた。この測定は重いクォークとクォークグルオン物質の相互作用についてのより詳しい情報を与えるものである。われわれは特に金金衝突では陽子陽子に比べて反対側のジェットの形と収量が変化していることを見いだした。

口頭

J-PARCミューオンg-2/EDM実験におけるミューオン加速実現に向けた低速ミューオン生成実験の結果報告と展望

北村 遼*; 深尾 祥紀*; 石田 勝彦*; 長谷川 和男; 半澤 光平*; 河村 成肇*; Kim, B.*; 近藤 恭弘; 三部 勉*; 三宅 康博*; et al.

no journal, , 

J-PARCミューオンg-2/EDM精密測定実験(E34実験)では、指向性の極めて高い極冷ミューオンビームにより、ミューオンg-2とEDMの超高精度同時測定を実現する。E34実験では極冷ミューオンビーム実現に向けて、ミューオン用線形加速器の開発を進めている。初段加速器RFQによる世界初のRFミューオン加速試験を目指して、予備実験である低速ミューオン源開発がJ-PARC MLFにて進行中である。日本物理学会ではこれまで低速ミューオン生成実験に向けて低速ミューオン用ビームライン構築及び検出器系の開発状況について報告を行ってきた。今回の講演では2016年2月25日に実施した初の低速ミューオン生成実験について、ビーム試験準備とそれに伴って実施した実験機器輸送について報告する。現在得られたビーム試験のデータ解析も進めており、TOF測定結果、MCP電荷分布評価、低速ミューオン強度評価など最新の解析進捗状況についても報告し、今後の展望を述べる。

口頭

J-PARC g-2/EDM実験に向けたRFQを用いた超低速ミュオンの加速

近藤 恭弘; 大谷 将士*; 深尾 祥紀*; 長谷川 和男; 林崎 規託*; 石田 勝彦*; 岩下 芳久*; 河村 成肇*; 北村 遼*; 三部 勉*; et al.

no journal, , 

J-PARCにおいて、先行実験とは全く異なる手法でのミュオンg-2/EDM精密測定実験を計画している。この実験の中核技術であるミュオンリニアックでは、初段加速器として高周波四重極リニアック(RFQ)を用いる。計画の初期段階では、J-PARCリニアック用に開発されたRFQを用いる予定であり、負水素イオン用に設計されたRFQを、ミュオン加速のためにヴェーン間電圧を1/9に下げて運転する。本発表では、この状態で超低速ミュオンを加速した場合のシミュレーションについて述べる。さらに我々は、ミュオンリニアック実現に向けた加速実証実験を計画している。ここで用いる低速ミューオン源として、迅速な加速実験遂行のために、実際のミュオンリニアックで用いるミューオニウム-イオン解離レーザー法による超低速ミュオン源に代えて、金属薄膜による低速ミュオン源を開発中である。RFQ後には、バックグランド除去のために偏向電磁石を設置する予定であるが、偏向電磁石後において、ビーム方向の位置を変えてプロファイルを測定することで、RFQ出口でのエミッタンスを測定する計画である。

口頭

RFQによるミューオン加速用低速ミューオン源のビーム評価

北村 遼*; 大谷 将士*; 近藤 恭弘; Bae, S.*; 深尾 祥紀*; 長谷川 和男; 飯沼 裕美*; 石田 勝彦*; 河村 成肇*; Kim, B.*; et al.

no journal, , 

ミューオンg-2/EDMの精密測定に向けてJ-PARC E34実験ではミューオンRF実証試験に向けた準備を進めている。RFQによるミューオン加速試験のミューオン源として、金属薄膜により減速した正ミューオン及び負ミューオニウムビームの強度測定を実施した。さらにRFQ入射ビームのエミッタンス評価に向けて減速正ミューオンビームのプロファイル測定も実施した。本講演ではビーム試験の解析結果について報告する。

口頭

RFQを用いたミューオン加速の準備状況

大谷 将士*; Bae, S.*; 深尾 祥紀*; 長谷川 和男; 飯沼 裕美*; 石田 勝彦*; 河村 成肇*; Kim, B.*; 北村 遼*; 近藤 恭弘; et al.

no journal, , 

J-PARCミューオンg-2実験(E34)では世界初のミューオン加速によって低エミッタンスビームを実現し、先行実験で主要な系統誤差であったビーム由来の系統誤差を排除して世界最高精度測定(0.14ppm)を目指している。我々はこれまで、J-PARC MLFにおいて世界初のミューオン加速に向けた基礎データを取得してきた。この結果に基づいてRFQによる加速試験を準備し、2017年11月に本試験を行う予定である。本講演では、試験の準備状況について報告する。

口頭

遂に実現したミューオンRF加速の展望

大谷 将士*; 近藤 恭弘; 北村 遼*; 中沢 雄河*; 須江 祐貴*; Bae, S.*; Choi, S.*; 長谷川 和男; 飯沼 裕美*; 河村 成肇*; et al.

no journal, , 

J-PARCミューオンg-2実験(E34)では世界初のミューオン加速によって低エミッタンスビームを実現し、先行実験で主要な系統誤差であったビーム由来の系統誤差を排除して世界最高精度測定を目指している。我々は今回、J-PARC MLFにおいて世界初のミューオン加速を実現した。本講演では、この加速試験成功を踏まえ、ミューオンリニアック全体と今後の展望について報告する。

口頭

RFQによるミューオン加速試験の結果

北村 遼*; 大谷 将士*; 近藤 恭弘; Bae, S.*; Choi, S.*; 深尾 祥紀*; 二ツ川 健太*; 長谷川 和男; 飯沼 裕美*; 石田 勝彦*; et al.

no journal, , 

J-PARC E34実験ではミューオンg-2/EDMの精密測定に向けて、ミューオン線形加速器の開発を進めている。初段加速器のRFQを用いたミューオンRF加速実証試験を2017年10月にJ-PARC MLFで実施した。運動エネルギー3MeVのミューオンビームは、金属薄膜標的に照射されることで負ミューオニウムイオン(Mu$$^{-}$$)となって冷却された後、静電加速収束器により5.6keVまで静電加速され、さらにRFQにより88.6keVまでRF加速される。加速Mu$$^{-}$$ビームは偏向電磁石による運動量選別を経てMCPで検出され、TOF測定により加速Mu$$^{-}$$の識別を行った。本講演では最新の実験結果について報告する。

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