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論文

Development of negative muonium ion source for muon acceleration

北村 遼; Bae, S.*; Choi, S.*; 深尾 祥紀*; 飯沼 裕美*; 石田 勝彦*; 河村 成肇*; Kim, B.*; 近藤 恭弘; 三部 勉*; et al.

Physical Review Accelerators and Beams (Internet), 24(3), p.033403_1 - 033403_9, 2021/03

低エネルギーミューオン源としてアルミニウム薄膜標的を用いた負ミューオニウムイオン(Mu$$^{-}$$)源を開発した。Mu$$^{-}$$イオン源の性能評価のためMu-イオンを生成する実験を行った。Mu$$^{-}$$イオンの測定強度は入射ミューオン強度$$1.3times10^{6}$$/sに対して$$(1.7 pm 0.3) times 10^{-3}$$ Mu$$^{-}$$/sであった。アルミニウム標的上での入射ミューオンに対するMu$$^{-}$$イオンの比である生成効率は$$(1.1 pm 0.2(textrm{stat.})^{-0.0}_{+0.1}(textrm{syst.})) times10^{-6}$$であった。このMu$$^{-}$$イオン源はミューオン加速器の開発を促し、比較的簡便な装置による低エネルギーミューオン源の実用性を実証した。

論文

Emergent spin-1 Haldane gap and ferroelectricity in a frustrated spin-$$frac{1}{2}$$ ladder

上田 宏*; 小野田 繁樹*; 山口 泰弘*; 木村 剛*; 吉澤 大智*; 森岡 俊晶*; 萩原 政幸*; 萩原 雅人*; 左右田 稔*; 益田 隆嗣*; et al.

Physical Review B, 101(14), p.140408_1 - 140408_6, 2020/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:44.66(Materials Science, Multidisciplinary)

We report experimental and theoretical evidence that Rb$$_2$$Cu$$_2$$Mo$$_3$$O$$_{12}$$ has a nonmagnetic tetramer ground state of a two-leg ladder comprising antiferromagnetically coupled frustrated spin-$$frac{1}{2}$$ chains and exhibits a Haldane spin gap of emergent spin-1 pairs. Three spin excitations split from the spin-1 triplet by a Dzyaloshinskii-Moriya interaction are identified in inelastic neutron-scattering and electron spin resonance spectra. A tiny magnetic field generates ferroelectricity without closing the spin gap, indicating a unique class of ferroelectricity induced by a vector spin chirality order.

論文

Development of inter-digital H-mode drift-tube linac prototype with alternative phase focusing for a muon linac in the J-PARC muon g-2/EDM experiment

中沢 雄河*; 飯沼 裕美*; 岩田 佳之*; 岩下 芳久*; 大谷 将士*; 河村 成肇*; 三部 勉*; 山崎 高幸*; 吉田 光宏*; 北村 遼; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 1350, p.012054_1 - 012054_7, 2019/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.07

J-PARC E34実験用の交差櫛形Hモードドリフトチューブリニアック(IH-DTL)を開発している。このIH-DTLはミューオンを0.34MeVから4.5MeVまで加速周波数324MHzで加速する。さらに、交換収束法を用いるため、横方向の収束が電場のみでなされ、磁場収束に比べて収束力が弱い。そのため、入射マッチングが重要になる。そのためプロトタイプを製作し、ビーム特性を検証する計画である。この論文では、IH-DTLプロトタイプのためのチューナーやカップラーの開発、特に低電力測定結果について述べる。

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

Beam commissioning of muon beamline using negative hydrogen ions generated by ultraviolet light

中沢 雄河*; Bae, S.*; Choi, H.*; Choi, S.*; 飯嶋 徹*; 飯沼 裕美*; 河村 成肇*; 北村 遼; Kim, B.*; Ko, H. S.*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 937, p.164 - 167, 2019/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:23.13(Instruments & Instrumentation)

再加速された熱ミューオンビームを用いたミューオンの異常磁気モーメント及び電気双極子モーメント精密測定実験用のミューオンリニアックを開発中である。このリニアックのためのUV光駆動の負水素イオン源を開発した。ミューオン加速実験の前にこのイオン源を用いたビームラインの調整を行った。加速ミューオンの分別に必要な偏向電磁石の磁場強度を負水素ビームを用いて確認することができた。このイオン源はミューオンビームラインのコミッショニングに広く用いることができる。

論文

Prototype of an Inter-digital H-mode Drift-Tube Linac for muon linac

中沢 雄河*; 飯沼 裕美*; 岩田 佳之*; 岩下 芳久*; 大谷 将士*; 河村 成肇*; 三部 勉*; 山崎 高幸*; 吉田 光宏*; 北村 遼*; et al.

Proceedings of 29th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2018) (Internet), p.180 - 183, 2019/01

BNL-E821実験において、ミューオンの異常磁気能率(g-2)の実験値は素粒子標準理論の予想値から3.7$$sigma$$の乖離を示しており、標準理論を超えた物理が期待されている。より高精度な測定のためにJ-PARCミューオンg-2/EDM実験では先行実験とは異なる手法での実験を計画している。超低速ミューオンを線形加速器により212MeVまで再加速することで低エミッタンスのミューオンビームを実現し、先行実験における系統誤差を減らして世界最高精度0.1ppmを目指している。実験の核となるミューオン線形加速器の技術開発として、APF方式を用いたIH-DTLの開発を進めている。本講演では、設計の手順と製造過程の報告、さらに基本性能の試験の結果について述べる。

論文

Development of a microchannel plate based beam profile monitor for a re-accelerated muon beam

Kim, B.*; Bae, S.*; Choi, H.*; Choi, S.*; 河村 成肇*; 北村 遼*; Ko, H. S.*; 近藤 恭弘; 三部 勉*; 大谷 将士*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 899, p.22 - 27, 2018/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:64.98(Instruments & Instrumentation)

ミューオン異常磁気能率/電気双極子モーメントの高精度測定のための、横運動量の小さな低運動量ミューオンビーム用のマイクロチャンネルプレートを用いたビームプロファイルモニタを開発した。このプロファイルモニタで、4MeVまでのミューオンを測定できる。このプロファイルモニタの性能評価を、J-PARCのミューオンビームと紫外光源を用いて行った。その結果、10$$^4$$までのミューオンを飽和することなく測定可能であり、位置分解能が0.3mmであることが実証された。また、ミューオンビーム中のバックグランドとなる崩壊陽電子を、MCPの出力の違いから区別可能であることも実証した。

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

J-PARCでのRFQによるミューオン加速に向けた準備状況と展望

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.

Proceedings of 14th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.100 - 103, 2017/12

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

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

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

大谷 将士*; 河村 成肇*; 三部 勉*; 内藤 富士雄*; 吉田 光宏*; 長谷川 和男; 伊藤 崇; 近藤 恭弘; 林崎 規託*; 岩下 芳久*; et al.

Proceedings of 28th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2016) (Internet), p.1037 - 1041, 2017/05

ミュオン加速のための加速器を開発中である。この加速器により、ミュオンの異常磁気モーメントを0.1ppmの精度で、また電気双極子モーメントを10$$^{-21}$$ cmの精度で測定することが可能となり、素粒子の標準理論をこえる物理の探索ができるようになる。最初のステップとして、ミュオンの加速試験を行う予定である。そのための負ミュオニウム源を開発し、既存のJ-PARC RFQ予備機を用いる。また、それに続く低ベータおよび中ベータ加速空洞も開発中である。低ベータにはinterdigital H構造、中ベータにはdisk and washer structureを用いる。本論文では、ミュオン加速試験の準備状況および、加速空洞の開発状況について述べる。

論文

Interaction of spin-orbital-lattice degrees of freedom; Vibronic state of the corner-sharing-tetrahedral frustrated spin system HoBaFe$$_{4}$$O$$_{7}$$ by dynamical Jahn-Teller effect

蒲沢 和也*; 石角 元志*; 河村 聖子; 川北 至信; 加倉井 和久*; 中島 健次; 佐藤 正俊*

Physical Review B, 95(10), p.104413_1 - 104413_7, 2017/03

 被引用回数:2 パーセンタイル:15.91(Materials Science, Multidisciplinary)

A powder inelastic neutron-scattering study of HoBaFe$$_{4}$$O$$_{7}$$ (HBFO) revealed characteristic magnetic excitations associated with geometrical spin frustration. Dispersionless excitations in energy ($$omega$$) and wave-vector ($$Q$$) space are observed at several discrete energies. Some of them can be attributed to crystal-field excitations of Ho$$^{3+}$$ in octahedral symmetry, but the others are explained instead by the vibronic state of the Fe$$^{2+}$$ dynamical Jahn-Teller effect with orbit-spin coupling, indicating interaction among the spin, the orbital, and the lattice degree of freedom. The antiferromagnetic HBFO lattice has cubic symmetry, and both Fe$$^{2+}$$ and Fe$$^{3+}$$ reside on corner-sharing tetrahedra with a number ratio of 3:1. Even though Fe$$^{2+}$$ is a Jahn-Teller active ion in tetrahedral symmetry, the system does not exhibit any static lattice distortion to the lowest temperature studied (4 K). The observed excitations can be understood by considering the dynamical interaction among spin-orbital-lattice degrees of freedom, indicating that spin fluctuation due to the frustration effect induces the dynamical Jahn-Teller effect, although in most cases a Jahn-Teller active ion Fe$$^{2+}$$ takes the static Jahn-Teller effect in a magnetic oxide system.

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

Spin-nematic interaction in the multiferroic compound Ba$$_{2}$$CoGe$$_{2}$$O$$_{7}$$

左右田 稔*; 松本 正茂*; M$"a$nsson, M.*; 河村 聖子; 中島 健次; 椎名 亮輔*; 益田 隆嗣*

Physical Review Letters, 112(12), p.127205_1 - 127205_5, 2014/03

 被引用回数:27 パーセンタイル:82.2(Physics, Multidisciplinary)

面内容易型の反強磁性体Ba$$_{2}$$CoGe$$_{2}$$O$$_{7}$$について、磁気異方性と磁気揺動を調べることにより、スピンネマティック相互作用が実在することを示した。

論文

Human resource development program using JMTR

石塚 悦男; 北岸 茂; 青山 征司; 川又 一夫; 長尾 美春; 石原 正博; 河村 弘

Proceedings of 1st Asian Symposium on Material Testing Reactors (ASMTR 2011), p.111 - 115, 2011/02

Because of the lack of engineers for construction of global nuclear power plant, the nuclear Human Resource Development (HRD) is addressed one of urgent issues. In this situation, the JMTR is expected the role of HRD by a research and On-Job-Training (OJT) from the Japanese user and government. Overall research and OJT are possible because the JMTR is one of the largest testing reactor in Asia, and is connected to JMTR Hot-laboratory. HRD programs by research and OJT are customized for each person, and are available through the visiting researcher program of JAEA, the MEXT nuclear researchers exchange program, the nuclear HRD initiative program sponsored by the MEXT, etc.. From the viewpoints of encouragement of the study on nuclear science/technology and establishment of the friendly relations between Asian countries and Japan, the training program of Asian university students will start from 2011 F.Y. in the JAEA. This program will be supported by Nuclear Human Resource Development Center, Neutron Irradiation and Testing Reactor Center, etc. in JAEA. About 15 students will be accepted in every year.

論文

基盤回転EB-PVD遮熱コーティングの微構造と残留応力

鈴木 賢治*; 菖蒲 敬久; 和田 国彦*; 松原 秀彰*; 川村 昌志*

材料, 57(7), p.674 - 680, 2008/07

CoNiCrAlY was pressureless plasma-sprayed on a substrate of nickel-base superalloy as a bond coating. Under the substrate rotation, zirconia with 4mol yttria was coated as the top coating by the electron beam-physical vapor deposition (EB-PVD). The rotation speed of the substrate was 5, 10 and 20rpm. The top coating was made by the columnar structure which consisted of the core part and the peripheral part. The top of the core part had a pyramidal shape made by piling up the zirconia (111) planes. The peripheral part showed feather-like structure, which was made by growth of the zirconia $$<$$100$$>$$ and (111) directions. By the increase in the rotation speed, the column becomes thick and the inter-columnar space becomes large. The substrate rotation is useful for the reduction of the residual stresses in the EB-PVD thermal barrier coating.

論文

EB-PVDによる遮熱コーティングの残留応力のX線評価

鈴木 賢治*; 和田 国彦*; 松原 秀彰*; 菖蒲 敬久; 川村 昌志*; 田中 啓介*

材料, 56(7), p.588 - 593, 2007/07

Niベースの超合金であるIN738LCは基質材料として使われ、CoNiCrAlYはその上にボンドコートとしてプラズマスプレーにより押し固められている。その上にZrがEV-PVD法によりトップコーティングされている。本試験では基盤回転数の異なる試料に関して、組織観察及び残留応力測定を行った。SEM観察の結果から、Zrコーティングは(111)方向に成長した柱状組織を有していることがわかった。また表面の残留応力は、基盤回転数が減少するに従い圧縮の残留応力が大きくなることがわかった。

論文

曲面上の遮熱コーティングの残留応力と変形特性

鈴木 賢治*; 川村 昌志*; 菖蒲 敬久; 田中 啓介*; 秋庭 義明*

材料, 55(7), p.634 - 640, 2006/07

プラズマ溶射された遮熱コーティング(TBC)の残留応力及び機械的挙動は、高温機器の性能にかかわる重要な問題である。本研究では、曲面上にプラズマ溶射されたTBCを高温酸化処理しその際に発生するき裂形態を検討した。その結果、局率半径が小さくなるに従い測定された半径応力は大きくなることを見いだした。また半径応力の最大値とはく離き裂密度との比較から、はく離き裂の発生は局率半径の減少により促進される結果を得た。

口頭

ミュオン異常磁気能率精密測定(J-PARC E34)を目指したミュオン線型加速器の開発

大谷 将士*; 伊藤 崇; 岩下 芳久*; 岩田 佳之*; 河村 成肇*; 北村 遼*; 近藤 恭弘; 齊藤 直人; 内藤 富士雄*; 長谷川 和男; et al.

no journal, , 

ミューオン異常磁気モーメント測定実験のための、世界初となるミューオンリニアックを開発中である。このリニアックでは、熱ミューオニウムをレーザー電離して得られる超低速ミューオンを300MeV/cまで加速することで、実験に必要な、非常に広がり角の小さなミューオンビームを生成する。そのために、エミッタンス増大の極力少ない加速が要求される。想定しているビームの質は、規格化rms縦エミッタンス1.5$$pi$$ mm mrad、エネルギー広がり0.1%である。ミューオンリニアックは、高周波四重極リニアック(RFQ), 交差櫛形ドリフトチューブリニアック(IH-DTL), ディスクアンドワッシャ構造(DAW), ディスク装荷型構造(DLS)からなる。RFQはJ-PARCリニアック用に開発した物を用い、IH-DTLとDAWについては、ビーム力学設計と空洞の電磁場設計まで完了している。本発表では、このミューオンリニアックの開発の現状について述べる。

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