ポジトロニウム生成用陽電子蓄積装置の開発研究

正电子产生正电子存储装置的研究与开发

基本信息

批准号：
12874030
负责人：
竹下徹
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12874030/
关键词：
陽電子ポジトロニウム素粒子物理

项目摘要

素粒子物理学において未だ理論(量子電礎気学)と実験の間に隔たりのある陽電子電子の束縛状態であるポジトロニウムの寿命の問題に立ち向かうために陽電子を蓄積する駐置を開発する事を試みた。本研究の最終目標は、陽電子と電子の束縛状態であるポジトロニウムを周りの物質の影響のない真空中で生成する事により、その寿命を小さな系統誤差で測定することである。そのために測定実験を遂行するための陽電子蓄積装置の開発と寿命測定の予備実験を行った。種々の調査研究からエネルギーの異なる放射線源からの陽電子のエネルギーや方向をそろえるためにモジュレーションというテクニックを利用することが最も本研究のために有利であることが判った。しかしこのために利用できる陽電子数は著しく減少した。またそのエネルギーはオーダー1eVとなることが判った。この条件で蓄積装置の設計をシミュレーションにより最適化することを試みた。このため蓄積装置の磁場形状は理論的考案から想定される磁場をまず作り、この中でポジトロンを走らせるシミュレーションを行った。次にこの最適磁場を実現する電礎石の組み合わせを作り上げた。これを用いて再度シミュレーションを再構成し、ポジトロンの軌道解析を行った。一方ポジトロニウムができたあとその崩壊粒子である光子(0.5MeV)2個あるいは3個の同時測定に向けて準備研究を行った。これは既存の放射線源(陽電子源Naナトリウムからの対消減光子を利用、またベータ線源(電子)の場合Srストロンチウムを利用する)から放出される光子あるいは電子のエネルギー分布を測定し調べた。現在この実験結果情報とシミュレーションによる期待されるエネルギー分布の比較検討を行い、最終的な装置の最適化を図っている。

我们试图开发一个正电子，以支持正电子的生命问题，即正电子的结合状态，这仍然是理论（量子电子基础）和粒子物理实验之间的差距。这项研究的最终目的是通过在不受周围物质影响的真空中产生较小的系统误差来测量正电子（正电子和电子的结合状态）的寿命。为此，我们开发了一种正电子积累装置来进行测量实验，并进行了生命测量的初步实验。各种研究表明，这项研究最有利的是利用调制技术来对齐具有不同能量的辐射源的正上音的能量和方向。但是，可用的正电子数量已大大减少。还发现能量被命令为1EV。在这种情况下，我们试图通过模拟优化存储设备设计。因此，首先创建了累积装置的磁场形状，这是从理论创造性设计中预期的，并进行了模拟，在该设计中运行正电子。接下来，我们创建了一个实现此最佳磁场的电箔石的组合。使用此过程，再次重建了模拟，并进行了正电子的轨迹分析。另一方面，进行正电子（腐烂粒子）后，进行了制备研究，以同时测量两个或三个光子（0.5 meV）。通过测量从现有辐射源发出的光子或电子的能量分布（使用正电子源，钠钠钠和β源（电子）的情况下，使用SR Strontium的光子或电子）。当前，我们正在使用实验结果信息和仿真来比较和检查预期的能量分布，以优化最终设备。