ミューオンg-2/EDM精密測定に向けたミューオン線形加速器高速部の開発

μ子g-2/EDM精密测量μ子直线加速器高速段研制

• 批准号: 22KJ1594
• 负责人: 鷲見 一路
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1594/
• 关键词: ミューオン; ミュオン; 異常磁気能率; 電気双極子能率; 線形加速器; ディスクロード型加速管; ミューオン; ミュオン; 異常磁気能率; 電気双極子能率; 線形加速器; ディスクロード型加速管

室温程度まで冷却した超低速のミューオンを加速して得る低エミッタンスビームを用いた新手法によるミューオンの異常磁気能率(g-2)と電気双極子能率(EDM)の精密測定を実現するため、この手法の鍵となるミューオン加速技術の実現を目指している。2022年度は、線形加速器高速部に用いるミューオン用円盤装荷型加速管(DLS)の開発に注力し、高周波源とDLSとを繋ぐカプラーの設計、カプラー部分での電磁場分布のビームダイナミクスへの影響推定、試作機の高周波特性評価を行った。カプラー設計では、KEK 電子陽電子入射器の構造を参考に開口部等の寸法調整を行い、結合度と共振周波数を合わせて移相誤差を1 deg.以下に抑制できることを3次元電磁場解析で示した。また、そこで得た電磁場分布を用いてビームダイナミクスを計算し、カプラーで開口部の影響により生じる電磁場の非対称性がエミッタンスに影響を及ぼす可能性が低いことを示した。ただし、そもそも高速部で必要な電場強度が大きく、エミッタンスが増加しやすい傾向があることを発見したため、ビーム光学系の設計変更も行った。試作機は全セルが同じ寸法の定インピーダンス型の基準管とカプラーで構成され、いずれも上記の電磁場解析による設計をもとに実際にカプラー部分を製作したものである。基準管については、セル間の結合度が3桁の精度で設計と一致することを示し、共振周波数はピークピーク値で50 MHz以下の精度まで調整できることが明らかとなった。また、Q値や軸上電場強度の実測結果も揃えている。カプラーについては、Kyhl 法による調整でカプラー離調時と隣接空洞離調時の位相差を1 deg.以下に抑制したが、Nodal shift 法では周波数を合わせた基準管で移相のずれが見えた。以上のように、試作によって製作過程で生じる誤差や調整手法の課題を明らかにした。

为了使用新方法使用一种新方法，使用通过加速至室温的超低MUON获得的低含量光束来实现MUON的异常磁效率（G-2）和电偶极效率（EDM）的精确测量，其目的是实现MUON加速技术，这是该方法的键。在2022财年中，我们专注于开发圆盘加速器管（DLS），用于用于高速线性加速器中的μ子，并设计了将高频源和DLS连接的耦合器，估计了对耦合器部分对射击器的电场分布的影响，并估计了beam after the Beam DynamiTical the Extiftion the Farnity和评估的特征。在耦合器设计中，根据KEK电子正电子喷射器的结构对开口等的尺寸进行了调整，并且3D电磁场分析表明，相移误差可以抑制至1度以下。通过结合耦合和共振频率的程度。此外，使用那里获得的电磁场分布计算束动力学，表明电磁场的不对称性是由耦合器中的开口的影响引起的，不太可能影响发射体。但是，我们发现高速零件处的所需的电场强度很大，发射量往往很容易增加，因此我们也更改了光束光学器件的设计。原型中的所有细胞均由恒定阻抗类型的参考管和相同大小的耦合器组成，实际上每个细胞都是使用上述电磁场分析根据设计制造的。关于参考管，结果表明，细胞之间的耦合程度与设计的精度相吻合，并且可以调整谐振频率以在峰值峰值下的精度小于50 MHz。我们还具有Q值和轴上电场强度的实际测量结果。关于耦合器，将耦合器引起的相位差异和相邻的空腔失调抑制至1度低于1度，但是使用节点移位方法，在参考管中可见频率匹配的参考管中相移。如上所述，已经阐明了生产过程中发生的错误以及调整方法的问题。