中性子の加速を自在に制御する手法を開発、実証
－素粒子物理学への応用に期待－
イント
清水裕彦教授 理学研究 素粒子宇 物理学専攻素粒子物性研究室 率い 屋大学 京都大学 九州大学 高エネルギ 速器研究機構 理化学研究所及び 仏ラウエラン ュバン研究所 共 研究グル プ 勾配 持 磁場 高周波磁場
組 合わせ こ 中性子 減速させ 方法 開発 実証 こ
実験 必要 位置 中性子 密度 向 させ こ 例えば 素粒子物 理学 重要 テ あ 時間 転対称性 破 関係 中性子 電気 極子
ント 測 中性子 蓄積密度 測 精度 向 鍵 今 回 成果 活用 期待さ い
背景
背景 ：今日 中性子ビ 物質 構造解析や 治療 様々 利用さ い 中性子 電荷 持 い い 電場や磁場 運動 制御 難 く 利用効率 高くあ せ
通常 陽子や 電子 電荷 持 粒子 電場 用い 速させ こ
一方中性子 電荷 持 い 電場 使 速 出来 せ そこ 中性 子 小さ 棒磁石 性質 磁気 ント 用い 磁気 ント 磁場 勾配 力 受け こ 六極磁場 利用 横向 力 与え 中性子 ビ 集束させ こ 成 い 広 任せ い 中性子 ビ 集 光光学系 構成 こ 出来 中性子小角散乱 於い そ 利用効率 二 桁程度改善させ こ 出来
こ 力 進行方向 用い ば 中性子 減速させ こ こ こ 原理 有効 使 減速 制御 実証さ い せ
背景 ：素粒子物理学 重要 テ あ 時間 転対称性 破 関係 中性 子 電気 極子 ント 測 中性子 蓄積 測 用い そ 蓄積時 中性子密度 測 精度 向 鍵 い
研究 内容
通常 陽子や 電子 電荷 持 粒子 電場 用い 速させ こ
一方中性子 電荷 持 い 電場 使 速 出来 せ そこ 中性 子 小さ 棒磁石 性質 磁気 ント 用い 磁気 ント 磁場 勾配 力 受け
こ 力 進行方向 用い ば 中性子 減速させ こ こ こ 原理 有効 使 減速 制御 実証さ い せ 単純 磁場 テン ル 通過させ け 磁場へ 入 力 出 側 働く力 積算 帳消 正味 速 い そこ 中性子 通過 最中 交流磁 場 磁気 ント 転させ 中性子 テン ル 帳消
い う こ 正味 エネルギ 変化 起こさせ
今回 清水裕彦教授 理学研究 素粒子宇 物理学専攻素粒子物性研究室 率 い 屋大学 京都大学 九州大学 高エネルギ 速器研究機構 理化学研究 所及び仏ラウエラン ュバン研究所 共 研究グル プ 勾配磁場 交流磁場 組 合わせ こ 入 く 中性子 速度 応 減速 大 さ 自在 制 御 こ 実証
中性子 エネルギ 分布 操 進行方向 広 い 中性子 空間的 時間的 集束させ こ 成 こ 用い ば実験 必要 位置 中 性子 密度 向 させ こ 利用効率 格段 向 こ
成果 意義
実験 必要 位置 中性子 密度 向 させ こ 利用効率 格段 向 こ 例えば 素粒子物理学 重要 テ あ 時間 転対称 性 破 関係 中性子 電気 極子 ント 測 中性子密度 測
精度 向 鍵 今回 成果 活用 期待さ い
用語説明
中性子：
原子核 主要構成要素 一 原子核 陽子 中性子 構成さ 超冷中性子：
毎 7m 程度以 いう極 遅い速度 運動 中性子 こ う 遅い中性子 物質表面 全 射さ 物質 容器 閉込 こ 出来
電気 極子 ント：
中性子 電荷分布 偏 示 量 現在 素粒子理論 枠組 超え 高エネル ギ 現象 影響 受け易い 考え い
論文 "Demonstration of Focusing by a Neutron Accelerator"
Y.Arimoto, P.Geltenbort, S.Imajo, Y.Iwashita, M.Kitaguchi, Y.Seki, H.M.Shimizu, T.Yoshioka Physical Review A 86 (2012) 023843
