Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
従来の10倍の統計精度でΛp散乱実験をJ-PARC 高運動量ビームラインで遂行し、二体のΛN相互作用の精度よく明らかにする。計画研究A02班のハイパー核データと合わせて、重たい中性子星の深部を明らかにする。本研究では実験遂行に必要な中核技術である、データストリーミング型データ収集システムに対応した、フロントエンド読み出し回路の開発とその性能評価を目的とする。
中性子星深部にハイペロンは存在するか、存在するとすればどのような力が減少した中性子の縮退圧を補い、2太陽質量付近の重たい中性子星を支えているのか。この科学的問いに対し、高精度のΛp 散乱実験を遂行し二体のΛN 相互作用の精度を向上することによりその解決の糸口を与える。本研究における二体の相互作用の精度改善と、新学術領域 量子ビーム応用の計画研究A02班の高精度ハイパー核実験のデータ両方を用いることで中性子星深部の状態を明らかにする。高精度のΛp散乱実験を遂行する上で重要となるのが、新型のデータ収集システムであるデータストリーミング型DAQに対応したMPPC読み出しフロントエンド回路の開発である。本回路のアナログ部分には1MHz/chのレート環境下で1 nsの時間分解能と97%の検出効率が求められる。一方ストリーミングDAQでは全ヒットをデジタイズしPCへ転送するため10Gbpsのデータ転送速度も求められる。また、回路は1Tの磁場中での動作が求めらえる。これらの要求を満たす回路構成を研究するために、電源ICの磁場耐性、採用予定ASICのレート耐性、10Gbpsのネットワーク通信を動作試験を通じて調べた。本研究ではアナログ部分にWeeroc社の開発したCITIROC1A ASICが適していることが分かった。また、10GbEに対応したSiTCPであるSiTCP-XGが理論上限付近の通信速度で通信可能であることが分かった。これらのASICと通信規格を採用し、MPPC 128chを128mm幅で読み出し可能な新フロントエンド回路、CIRASAMEを開発した。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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https://openit.kek.jp/project/e50citiroc/e50citiroc
