TeV領域シャワー測定用の解像型カロリメータの開発

• Project/Area Number: 17033004
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 鳥居 祥二 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90167536)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥4,500,000 (Direct Cost: ¥4,500,000); Fiscal Year 2006: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2005: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
• Keywords: 最高エネルギー / 加速器実験 / カロリメータ / 光電子倍増管 / VLSI / 光電子増倍管

Research Abstract

本公募研究では、計画研究において企画されている「超大空気シャワーにおけるシミュレーション計算の精度向上」のため、CERN-LHCにおける前方散乱実験プロジェクト(IHCf)で用いる装置開発を実施した。この装置では、100GeV-7TeVのエネルギー領域で中性粒子(ガンマ線、中性子など)の測定を行うため、高精度なエネルギー測定と粒子識別性能が必要とされる。このため、シンチファイバーを用いた解像型カロリメータの改良を実施して、基礎性能テストを行った。そして、本番装置として組上げ、8-9月期にCERN-SPSによるビームテストを実施し、所期の目的である1kHzのDAQ性能が実現されていることを確認した。また、データ解析により、装置はシミュレーション計算から期待される性能を実現していることも確認できている。
さらに、実際の環境での装置性能確認と装置設置に伴う問題点のチェックのため、設置予定場所であるアトラス実験サイト(IP1)の所定の位置に設置して、装置動作テストを行った。その結果、DAQを行う実験室からの約200mのケーブル敷設を行ってテストした結果、一部に前置回路との通信不良が発見されている。この不良については、原因がすでに特定されており2007年9月に予定されている、CERN-SPSでの最終テストで問題を解決できる目途がたっている。これらの成果は、国際会議、物理学会での発表やNIMへの論文投稿(審査中)によって公表(予定)中である。

Research Products

• [Journal Article] Technical Design Report of LHCf Experiment (2006)
  • Author(s): L.Bonechi., S.Torii et al.
  • Journal Title: CERN-LHCC-2006-004, LHCf-TDR-01 Pages: 1-104
• [Journal Article] The LHCf experiment at LHC (2006)
  • Author(s): O.Adriani, S.Torii et al.
  • Journal Title: Czechoslovak Journal of Physics 56.A107 Pages: 1-10
• [Journal Article] Development of Front-End Electronics with Large Dynamic Range for Space Applications (2006)
  • Author(s): S.Torii et al.
  • Journal Title: Nuclear Physics B (Proc. Supple) 150 Pages: 390-393
• [Journal Article] CALET for High Energy Electron and Gamma-ray Measurement (2006)
  • Author(s): S.Torii
  • Journal Title: Nuclear Physics (Proc. Supple) 150 Pages: 345-348
• [Journal Article] Study of > 100 GeV Electrons with BETS Detector Using a Long Duration Balloon Flight in Antarctica (2006)
  • Author(s): S.Torii et al.
  • Journal Title: Advances in Space Research in press
• [Journal Article] Development of Front-End Electronics with Large Dynamic Range for Space Applications (2006)
  • Author(s): S.Torii et al.
  • Journal Title: Nuclear PhysicsB -Proceedings Supplements 150 Pages: 390-393
• [Journal Article] CALET for High Energy Electron and Gamma-Ray Measurements on ISS (2006)
  • Author(s): S.Torii et al.
  • Journal Title: Nuclear PhysicsB -Proceedings Supplements 150 Pages: 345-348
• [Journal Article] LHCf A new experiment to study very forward particle emission at LHC (2005)
  • Author(s): T.Sako, S.Torii et al.
  • Journal Title: Proc.of 29th International Cosmic Ray Conference HE1.4 Pages: 131-134
• [Journal Article] The CALET Instrument for Experiment on ISS (2005)
  • Author(s): S.Torii et al.
  • Journal Title: Proc.of 29th International Cosmic Ray Conference OG1.5 Pages: 101-104
• [Journal Article] Are Proton Still Dominant at the Knee of the Cosmic-Ray Energy Spectrum? (2005)
  • Author(s): M.Amenomori, S.Torii et al.
  • Journal Title: Physics Letter B 632 Pages: 58-64