超伝導ソレノイド磁場内でのシリコン半導体飛跡検出器の開発と建設

• Project/Area Number: 11207204
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization (2004); The High Energy Accelerator Research Organization (1999-2003)
• Principal Investigator: 海野 義信 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教授 (40151956)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中野 逸夫 岡山大学, 理学部, 教授 (90133024) ; 原 和彦 筑波大学, 物理学系, 講師 (20218613) ; 近藤 敬比古 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (30150006) ; 寺田 進 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (70172096) ; 池上 陽一 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (20222862) ; 岩田 洋世 広島大学, 理学部, 助手 (20168579) ; 山本 明 高エネルギー加速器研究機構, 低温工学センター, 教授 (30113418)
• Project Period (FY): 1999 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥130,400,000 (Direct Cost: ¥130,400,000); Fiscal Year 2004: ¥24,600,000 (Direct Cost: ¥24,600,000); Fiscal Year 2003: ¥26,300,000 (Direct Cost: ¥26,300,000); Fiscal Year 2002: ¥25,000,000 (Direct Cost: ¥25,000,000); Fiscal Year 2001: ¥17,400,000 (Direct Cost: ¥17,400,000); Fiscal Year 2000: ¥11,600,000 (Direct Cost: ¥11,600,000); Fiscal Year 1999: ¥25,500,000 (Direct Cost: ¥25,500,000)
• Keywords: 高エネルギー物理学 / シリコン半導体測定器 / 超伝導電磁石 / 放射線耐性 / シリコンストリップセンサー / 運動量の測定 / 位置分解能 / LHC / LIIC

Research Abstract

本研究は、LHC・ATLAS実験で期待される物理及び予期せぬ物理の発見に不可欠な反応から発生する全ての粒子の飛跡検出・視覚化及び磁場をかけての運動量の測定を行うための、内部飛跡検出器のソレノイド磁場を作る超電導電磁石及び高精度の飛跡検出及び運動量測定を行うシリコン半導体飛跡検出器の開発と建設を行う。超電導電磁石は、飛跡検出器の外に置かれる電磁カロリーメータの測定を悪化させないよう軽量・薄型構造を目指し、コイル部を薄くするだけで無く断熱のためのクライオスタットを液体アルゴン電磁カロリーメータと共用する設計で開発・建設する。シリコン半導体飛跡検出器では、反応点から発生する多数の粒子による放射線損傷に耐え得るシリコンストリップ測定器の開発とともに、必要となる大面積(全体で約31平方メートル、シリコン量で約62平方メートル)をカバーするための高精度シリコンストリップ測定器モジュールの開発及び日本分担の980モジュールの検査、第2層円筒シリンダー(直径80cm、長さ1.6m)へのモジュール設置方の開発・検査を行う。平成16年度において、液体アルゴン検出器の真空槽に組込まれた超伝導ソレノイドシステムの液体アルゴン検出器との組み合わせた稼動試験を行い、また、シリコン飛跡検出器関係では、量産されたシリコン半導体検出器モジュールの受け入れ検査、温度サイクル試験、低温定時間稼動検査を完了、検査完了のシリコン半導体検出器モジュールの、シリコン半導体飛跡検出器シリンダー組立地への輸送、シリコン半導体飛跡検出器シリンダー上へのモジュールの設置及び設置後の稼動検査、モジュールを搭載したシリコン半導体飛跡検出器シリンダーのCERN実験場地上クリーンルームへの運搬、を完了した。

Research Products

• [Journal Article] Application of Cu-Polyimide Flex circuit and Al-on-glass pitch-adapter for the ATLAS SCT barrel hybrid (2005)
  • Author(s): Y.Unno
  • Journal Title: Nuclear Inst.And Methods in Physics Research, A 541 Pages: 286-294
• [Journal Article] Novel P-stop Structure in N-side of Silicon Microstrip Detector (2005)
  • Author(s): Y.Unno
  • Journal Title: Nuclear Inst.And Methods in Physics Research, A 541 Pages: 40-60
• [Journal Article] Beam splash effects on ATLAS silicon microstrip detectors evaluated using 1-W Nd:YAG laser (2005)
  • Author(s): K.Hara
  • Journal Title: Nuclear Inst.And Methods in Physics Research, A 541 Pages: 15-20
• [Journal Article] Design and development of a work robot to place ATLAS SCT modules onto barrel cylinders (2005)
  • Author(s): S.Terada
  • Journal Title: Nuclear Inst.And Methods in Physics Research, A 541 Pages: 144-149
• [Journal Article] ATLAS Silicon Microstrip Detector System (SCT) (2005)
  • Author(s): Y.Unno
  • Journal Title: Inst.And Methods in Physics Research, A 511 Pages: 58-63
• [Journal Article] Construction of the ATLAS Semi-conductor tracker (SCT) barrel modules in Japan (2003)
  • Author(s): Y.Kato
  • Journal Title: Inst.And Methods in Physics Research, A 511 Pages: 132-135
• [Publications] 加藤, 原, 海野, 他: "CONSTRUCTION OF THE ATLAS SEMI-CONDUCTOR TRACKER (SCT) BARREL MODULES IN JAPAN"Nucl.Instr.Meth.. A511. 132-135 (2003)
• [Publications] 海野: "ATLAS SILICON MICROSTRIP DETECTOR SYSTEM (SCT)"Nucl.Instr.Meth.. A511. 58-63 (2003)
• [Publications] 池上, 海野, 他: "Results of early phase of series production of ATLAS SCT barrel hybrids and modules"Proceedings of the 8th Workshop on Electronics for LIIC experiments. 116-120 (2002)
• [Publications] 近藤, 海野, 他: "Construction and Performance of the ATLAS Silicon Microstrip Barrel Modules"Nucl.Instr.Meth.. A485. 27-42 (2002)
• [Publications] 海野, 他: "Beamtest of Non-irradiated and Irradiated ATLAS SCT Silicon Microstrip Modules at KEK"IEEE Trans.Nucl.Scie.. 49. 1868-1875 (2002)
• [Publications] 近藤, 海野, 他: "Development of the Hybrid Structure for the Barrel Module of the ATLAS Slilcon-Microstrip Tracker"IEEE Trans.Nucl.Scie.. 49. 3278-3283 (2002)
• [Publications] 大杉, 海野, 他: "Development and application of semiconductor tracking detectors. Proceedings, 4th international symposium, hiroshima, Japan, march 22-25, 2000."Nucl.Instrum.Methods A466, North-Holland Publishing Co.. 243-425 (2001)
• [Publications] 秋元, 原, 海野, 他: "Characteristics of irradiated silicon microstrip detectors with <100> and <111> substrates"Nucl.Instr.Meth.. A466. 354-358 (2001)
• [Publications] 岩田, 海野, 他: "A flexible front-end electronics hybrid for silicon microstrip detectors"Nucl.Instr.Meth. A453. 390-396 (2000)
• [Publications] 池上, 海野, 他: "Results of early phase of series production of ATLAS SCT barrel hybrids and modules"Proceedings of the 8th Workshop on Electronics for LHC experiments. 116-120 (2002)
• [Publications] 近藤, 海野, 他: "Construction and Performance of the ATLAS Silicon Microstrip Barrel Modules"Nucl.Instr.Meth.. A485. 27-42 (2002)
• [Publications] 海野, 他: "Beamtest of Non-irradiated and Irradiated ATLAS SCT Silicon Microstrip Modules at KEK"IEEE Trans.Nucl.Scie.. 49. 1868-1875 (2002)
• [Publications] 近藤, 海野, 他: "Development of the Hybrid Structure for the Barrel Module of the ATLAS Silicon-Microstrip Tracker"IEEE Trans.Nucl.Scie.. 49. 3278-3283 (2002)
• [Publications] 大杉, 海野, 他: "Development and application of semiconductor tracking detectors. Proceedings, 4th international symposium, hiroshima, japan, march 22-25, 2000. Nucl.Instrum. Methods A466"North-Holland Publishing Co.. 243-425 (2001)
• [Publications] 秋元, 原, 海野 他: "Characteristics of irradiated silicon microstrip detectors with <100> and <111> substrates"Nucl. Instr. Meth.. A466. 354-358 (2001)
• [Publications] 岩田, 海野 他: "A flexible front-end electronics hybrid for silicon microstrip detectors"Nucl. Instr. Meth. A453. 390-396 (2000)
• [Publications] A.Barr, 海野 他: "Beamtests of prototype atlas sct modules at cern h8 in 2000"Stockholm 2001, Electronics for LHC experiments. 104-108 (2001)
• [Publications] 近藤, 海野 他: "Construction and Performance of the ATLAS Silicon Microstrip Barrel Modules"Nucl. Instr. Meth..
• [Publications] M.Vos, 海野 他: "Beam study of irradiated ATLAS-SCT prototypes"Nucl. Instr. Meth..
• [Publications] 大杉, 海野 他: "Development and application of semiconductor tracking detectors. Proceedings, 4thinternational symposium, hiroshima, japan, march 22-25, 2000"Nucl. Instrum. Methods A466, North-Holland Publishing Co.. 243-425 (2001)
• [Publications] 海野: "HIGH-DENSITY LOW-MASS HYBRID AND ASSOCIATED TECHNOLOGIES"Cracow 2000, Electronics for LHC experiments. 66-76 (2000)
• [Publications] 海野: "ATLAS SILICON MICROSTRIP SEMICONDUCTOR TRACKER (SCT)"Nucl.Instrum.Meth. A453. 109-120 (2000)
• [Publications] 海野 他: "A COMP ARIS ON OF THE PERFO RMANCE OF IRRADIATED P-IN-N AND N-IN-N SILICON MICRO ST RIP DETECTORS READ OUT WITH FAST BINARY ELECTRONICS"Nucl.Instrum.Meth. A450. 297-306 (2000)
• [Publications] 山本: "SUPERCONDUCTING MAGNETS ADVANCED IN PARTICLE PHYSICS"Nucl.Instrum.Meth. A453. 445-454 (2000)
• [Publications] 海野 他: "Beamtest of ATLAS SCT siliconmicrostrip modules at KEK"(発表予定).
• [Publications] 池上 他: "Cu/Poldmide hybrid for the ATLAS SCT barrel module"(発表予定).
• [Publications] 海野、他: "Performance of the electrical module prototypes for the ATLAS silicon tracker"Snowmass 1999, Electronics for LHC experiments. 118-122 (1999)
• [Publications] 海野、他: "Annealing of irradiated silicon strip detectors for the ATLAS experiment at CERN"Nucl.Instrum.Meth. A426. 366-374 (1999)
• [Publications] 海野、他: "Noise studies of n-strip on n-bulk silicon microstrip detetors using fast binary readout electronics after irradiation to 3x10^<**>14pcm^<**]>(-2)"Nucl.Instrum.Meth. A426. 28-33 (1999)
• [Publications] 岩田、他: "Design optimization of radiation-hard double-sided double-metal AC coupled silicon sensors"Nucl.Instrum.Meth. A436. 272-280 (1999)
• [Publications] 海野、他: "Evalution of Radiation Damaged P-in-n and N-in-n silicon Microstrip detectors"IEEE Trans.Nucl.Scie.. December. (1999)