| Project/Area Number |
22K03667
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
塩見 公志 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, 研究機関講師 (40648036)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 電磁カロリメタ / 測定器 / 素粒子実験 / 粒子識別 |
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| Outline of Research at the Start |
我々は、中性K中間子の稀崩壊であるKL→π0νν崩壊の測定をKOTO step2実験で行い、物質優勢宇宙の謎の解明を目指す。
本研究では、ガンマ線と中性子が分離可能な電磁カロリメーターをstep2実験のために開発する。低コストで製作するために、鉛とプラスチックシンチレーターのサンプリングカロリメーターで実現することを目指す。断面積が25cm×25cm、厚みが15～20放射長の小型試作機を作成し、要求性能を満たすことをビームテストで実証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
高性能のサンプリング電磁カロリメーターの開発に向けて、クラレ社が新たに開発した波長変換ファイバーY6の性能評価を行った。Y6はこれまでによく使われていたY11よりも発光波長の減衰時間が早いため、電磁カロリメーターの時間分解能を向上できる可能性がある。小型のプラスチックシンチレーター(EJ200,サイズ:200mm×200mm×5mm)に10mm間隔で溝をほり、波長変換ファイバーを埋め込む。波長変換ファイバーの両側をそれぞれに束ねて、光電子増倍管に繋げる。これをY6、Y11に対し製作し、評価用の試作機とした。試作機を東北大学先端量子ビーム科学研究センターの電子ビームに照射して、Y6とY11の違いについての評価を行った。まずオシロスコープで波形を取得することで、減衰時間の評価を行った。Y11が6.4nsに対して、Y6は1.3nsであり、Y6の早い応答を確かめることが出来た。また、電子ビームの貫通事象に対する平均獲得光電子数を評価したところ、Y11の22光電子に対して、Y6は15光電子と得られる光量は70%程度になってしまうことがわかった。
また、シャシュリック型のサンプリングカロリメーターの試作器の製作のために1cm間隔に穴が彫られたプラスチックシンチレーターと鉛板を購入して、試作機の製作方法の考案を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2023年度はY6の性能評価を単体試験で行うことに注力したので、シャシュリック型のサンプリングカロリメーターの試作機の製作をすることが出来なかった。その反面、新しく開発されたY6の性能を十分に理解することが出来たので、全体として順調に進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
まずは放射長が1X0程度の非常に小型なシャシュリック型のサンプリングカロリメーターの試作機を製作して、宇宙線での光量テストを行う。それと同時にY6の光量で十分なエネルギー分解能が得られるかの見積もりをシミュレーションを用いて行う。その後、放射長が10X0程度の試作機を製作し、電子ビームに照射して性能評価を行う。
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