Development muon detectors for the study of nucleon structure with exclusive Drell-Yan reaction
Publicly Offered Research
| Project Area | Clustering as a window on the hierarchical structure of quantum systems |
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| Project/Area Number |
21H00122
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Kyoto University (2022)
Osaka University (2021) |
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Principal Investigator |
冨田 夏希 京都大学, 理学研究科, 特定助教 (80894592)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | RPC検出器 / 飛跡検出器 / タイミング検出器 / ミューオン検出器 / 核子構造 |
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| Outline of Research at the Start |
核子とは原子の中心にある原子核を形成する粒子で、陽子と中性子の２種類がある。核子は我々にとって最も身近な粒子であるにも関わらず、その内部構造についてはいまだ未知なことが多い。本研究では核子の内部構造を記述する一般化パートン分布関数を、これまでに測定されたことのない排他的ドレルヤン反応と呼ばれる反応で測定し、核子の内部構造について一層の知見を得ることを目指す。反応を測定する検出器として、高い位置分解能と高い時間分解能を合わせ持つ検出器を開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
核子内のクォークの運動量・位置の３次元分布を探る鍵となる、排他的ドレルヤン反応(π-p→γ*n→μ+μ-n反応)断面積測定実験のための、高位置・高時間分解能ミューオン検出器の開発を行った。このミューオン検出器には、Multigap Resistive Plate Chamber(MRPC)と呼ばれる検出器を用いる。MRPC検出器はこれまで主に時間測定用に用いられてきた。本研究では、位置分解能も優れたMRPC検出器を開発し、ミューオンの通過位置・時間の同時測定に用いる。
本研究では1 m × 0.5 mの大型で、X,Y方向にそれぞれ5 mm間隔の読み出しストリップを持つ、通過位置・時間両方に感度の良いMRPC検出器の開発を行った。MRPCは材料をそれぞれに特化した製作会社で製作し、手作業で組み立てる。本研究では大型で細い読み出しストリップを持つRPC検出器の製作が可能であることを実証した。また初年度にはアンプにノイズの問題があったが、２年目ではそれを改良し低ノイズのアンプの開発を行った。
製作したRPC検出器とアンプは宇宙線で試験を行い、グランド形状の最適化を行った。またSPring-8/LEPS2ビームラインでビーム試験を行い、時間分解能、検出効率、位置分解能の性能評価を行った。一連の試験で目標としている性能が出ていることを確認した。今後はより大型化に向けた検討・試験を行う。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(18 results)
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[Presentation] 高時間・高位置分解能のResistive Plate Chamber検出器の開発2022
Author(s)
宇田隆佑, 林双葉, 冨田夏希, 阪口篤志, 白鳥昴太郎, 徳田恵, 山本勇次, Wen-Chen Chang, Ming-Lee Chu, Chia-Yu Hsieh, Wendell Roger, 他 J-PARC E50コラボレーション
Organizer
日本物理学会 第77回年次大会
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[Presentation] 飛行時間測定用大型Resistive Plate Chamberの開発2022
Author(s)
林双葉, 宇田隆佑, 冨田夏希, 阪口篤志, 白鳥昂太郎, 徳田恵, 山本勇次, Wen-Chen Chang, Ming-Lee Chu, Chia-Yu Hsieh, Roger Wendell, 他J-PARC E50コラボレーション
Organizer
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