大谷将士(KEK) 目次 ミューオン異常磁気能率精密測定(J

ミュー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(KEK)
伊藤崇(J-PARC)，岩下芳久(京大)，岩田佳之(NIRS)，
河村成肇(KEK)，北村遼(東大) ，近藤恭弘(J-PARC)，
齊藤直人(J-PARC) ，長谷川和夫(J-PARC),
内藤富士雄(KEK)，林崎規託(東工大)，三部勉(KEK)，
森下卓俊(J-PARC)，吉田光宏(KEK)
他 J-PARC muon g-2/EDMコラボレーション
目次
1. イントロダクション
2. 加速器デザイン
3. まとめと展望
1
低エミッタンスミュオンビーム
μ+
e-
2P
355nm
122 nm
(Lyman α)
1S
Muonium
2
g-2精密測定を目指したミュオン線型加速器
324 MHz
1.3 GHz
3
RFQ (5 keV→0.3 MeV)
横・縦方向位置の発展
X
RFQ出口での位相空間分布
X’-X
Y’-Y
Y-X
ΔE-ΔΦ
Y
ΔΦ
ΔE
Cell#
By 近藤(JAEA)
IH DTL (0.3 → 4 MeV)
アルバレDTL
βλ(ΔΦ=2π)
IH DTL
βλ/2(ΔΦ=π)
ビーム
𝐸
𝐸
設計方法
1. 変調位相の最適化
– 陽子APF LINACデザインソフト
”LINACSapf”をミュオン用に修正
– ダイナミクスを近似計算して変調位相
ΔΦを最適化
最適化変調位相
2. IH空洞の設計最適化
– CST MW Studioによる電磁場設計
– Ridge Tunerなどを変形→変調位相を保ったまま電磁場を最適化
ビーム軸上加速電場
Normalized |Ez|
3次元モデル@ CST MW Studio
Before
After
1
0.5
0
500
100
Z[m]
デザイン方法(続き)
3. ビームダイナミクスの評価
– GPT (5th order embedded runge-kutta)による軌道計算
水平方向速度 vs Z
エミッタンス成長曲線
DAW (4 → 40 MeV)
DAWセル模式図
Our IH
U. Ratzinger, CERN Yellow Report No. 2005-003
セル設計方法
model
SIMPLEX
Lc
2D model
(w/o support)
Td
Tw
Rc
Rd
G
Rn
Rw
θ
Rt
Rb
SUPERFISH
Minimization f
(fa, fc, ZTT, Emax)
Td, Rd, Rw, G: fitting parameters
Calculation example
SF
CST MW
SIMPLEX
3D model
(w/ support)
CST MW
Minimization f
Dispersion curve
9/48
結果
ビームダイナミクス設計
DSL(40→200MeV)とパラメータまとめ
300.8
300.6
β
300.4
εx
εy
p (MeV/c)
[π mm mrad]
300.2
300
299.8
299.6
-0.4
Trans.
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
RFQ
0.08
77%
0.297
0.168
IH
0.28
99%
0.315
0.195
DAW
0.70
95%
0.33
0.21
DSL
0.95
-
-
-
(見積もり中)
(見積もり中)
(見積もり中)
z (mm)
By 吉田(KEK), input will be improved
まとめと展望
MLF H-line
Radiation
shield
Mu
production
& initial
Beam SolenoidQ-magnets
accel.
Blocker
RFQ
Beam
IH diagnostics
Beam
detectorsdump
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