J-PARC Extinction 測定実験

KEK 三原　智

Extinction  mu-e conversion実験の成否はextinctionで決まる！

e?

µ

π→µν p

µstop!

J-PARCでの陽子加速

陽子加速　リニアック　おさらい

池上雅紀

高エネルギーニュース　vol.25 No.4

陽子加速　RCS、MR入射　おさらい

池上雅紀

高エネルギーニュース　vol.25 No.4

Macro-bunchを４回詰める

詰めたらパルス偏向磁石を切る

20msecで加速取り出し ２５Hz運転

取り出しキッカー 立ち上げのために １個あける

MLF

RCS

MR

COMETの場合  空バケツ法　(COMET Technical Note No.3)

1.17µs 

0.07µs 

measure 

0.7µs 

MLF

RCS

MR

h=9 4 bunches

h=2 1 bunch

Extinction?

Extinctionを悪くする要因   リニアックでチョップする際に残る

  加速中に隣のバケツに漏れる   RCSで加速の際に隣に漏れる   MRで加速の際に隣に漏れる

  バケツとバケツの間には本当にもれないのか？

  加速の途中段階のさまざまな点での測定に基づく効率的な低減方法の模索

リニアック

MR

陽子加速

測定方法の確立

  LINAC   ０度ダンプ、３０度ダンプでの測定   チョッパーでどれだけきれいに落とせているか？

 RCS   MLFでの測定   RCSへの入射、加速、取り出し時に漏れ出していないか?

 既存（建設予定）の装置を借用できれば（おそらく）可能

 MR   アボートラインでの測定   ２次ビームラインでの測定

アボートラインでの測定　（2008年末）  MRの中の陽子を直接見る（加速器スタディの期間）

  1バンチのみの運転、4x1011　proton/bunch   ビームモニターとして機能

アボートラインでの測定（続き）   アボートラインに蹴り出すタイミングが重要。

  空バケツ、充バケツの順に蹴る。   シンチレータホドスコープ＋マルチアノード

PMT   空バケツに入っている粒子の数を数える   1バンチ運転を時間をおいて繰り返す

  もろもろの要請から真空容器内にすべて配置   フィードスルーを介して信号を引き出す   地上電源棟（D3）で信号処理

~100mm

2次ビームラインでの測定（2009初頭）   “単バンチ” 運転 8-30GeV

  4x1011 proton/bunch   RFをかけたままでの遅い取り出し

  RFの設計Duty Factor　60％を超えないように、取り出し中は電圧を下げる

2次ビームラインでの測定（続き）  K1.1BR　（DCセパレータ）

  1.1GeV/c pion   4x1011 proton ~50k pions

  Decay-in-flight事象を除くためセパレータをpionにチューン

  E15, E17実験グループの協力が不可欠

まとめ

 mu-e conversion実験の成否はextinctionで決まる！

 どれくらいのレベルなのかを測定する方法の確立！   どこで発生悪化しているのかを理解するためには、さまざまな段階での測定が必要

 実験中にバンチごとのExtinctionを測定できるシステムの構築

  Extinction改善手法の開発  チョッパー、キッカー立ち上がり時間→エキスパートとの共同開発

  Extra-extinction deviceの開発

Muon working group  成り立ち

 メンバー

 どのように活動しているか？   J-PARCでのミューオンを用いた素粒子実験に関することを広く議論する

  COMET   g-2

 実験グループとは違った形での活動  加速器グループとの相談  研究会、シンポジウムの提案