ミューオンg-2精密測定を目指したミューオン線形加速器の開発

ミューオンの異常磁気能率(g-2)は、素粒子の標準模型による計算値と、アメリカの研究所での測定値とが大きく乖離しています。その原因は、標準模型に含まれていない暗黒物質などの影響であると考えられるため、ミューオンのg-2測定を通じて素粒子・宇宙物理における未解明な謎を解く手がかりを得ることができるとされています。一方で、過去の測定値にはミューオンビームに起因する不確定性などが存在しており、独立な実験による検証が必要です。ミューオンの加速技術によって得られる指向性の高いミューオンビームを使用すれば、ビーム由来の不確定性をほぼ排除したg-2測定を実施することが可能になります。我々の研究室では、このg-2測定を実現するために、ほぼ静止したミューオンを光速度まで加速するミューオン線形加速器の開発を進めています。

ミューオンビームによるイメージング実現を目指した小型加速器開発

これまで空から降り注ぐ宇宙線ミューオンを用いてピラミッドや原子炉などの透視が行われてきました。しかし、エネルギーも到来方向も分からない宇宙線ミューオンを用いた手法では、透視イメージングの分解能・測定時間ともに限界があります。一方、エネルギー・方向ともに制御可能な人工の加速ミューオンが実現すれば、短時間で高分解能の透過イメージングを得ることができます。我々の研究室では、持ち運び可能な加速ミューオン装置を実現するうえでボトルネックになっているミューオン加速器の小型化に挑戦しています。