Ｓ２エリア初ビーム

　MLF第１実験ホールにあるミュオンビームライン「Sライン」では、昨夏より、岡山大学の植竹氏の率いるグループによりミュオニウムの精密分光実験へ向けて、新たな「Ｓ２実験エリア」の設置準備が進められてきた。この実験は、純レプトン系であるミュオニウムの２つのエネルギー順位1s と2s の間の遷移エネルギーをレーザー分光により精密に測定することで、電弱相互作用の高精度検証を行うものである。その為には、大量のミュオニウムを生成する必要があり、新たにＳ２エリアを建設して実験に使用することとなったのである。

　

　先ごろ、ビームダクトの接続やインターロック装置の試験など、最後の作業が行われS2エリアの工事が完了した。図１は、ビームをS2エリアへと輸送するビームダクトの接続作業の様子である。 そして、ついにS2の試運転が開始され、ビームがS2エリアへと取り出された。

　

　まず、２つのシンチレータと光電子増倍管(PMT)を用いたビームの直接観測を行い、陽子ビームの時間構造を反映したミュオンビームの到来と、それに先立って飛来する陽電子を確認した。図２は、ミュオンと陽電子による信号をオシロスコープで捉えたものである。

　

　次に、ミュオンが崩壊した際に出る陽電子の時間分布を測定し、その減衰がミュオンの寿命と一致するか否かを確認した。図３に、測定された減衰曲線を示すが、ミュオンの寿命2.2 μs とおおよそ一致する結果となっている。また、陽電子の検出レートと、検出器がカバーする範囲から、ミュオンのレートを見積もることができ、毎秒3.6×106個程度のミュオンが取り出されていると見積もられた。

　

　さらに、図４に示すように、プロファイルカメラを用いてビームサイズなどを確認した。 測定の結果は、期待通りのものであり、S2エリアでの実験に向けての大きな前進である。

　

　今後は、S2エリア内の実験装置の準備を進め、次のビーム運転でのさらなるビーム調整の後、ミュオニウム分光実験を開始する予定である。