高速トポロジカルトリガー装置の製作とπ^+π^-原子の寿命測定によるQCDの検証

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09440112
• Research Institution: The High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 小林 正明 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (40013388)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 千葉 雅美 東京都立大学, 理学部, 助手 (60128577) ; 竹内 富士雄 京都産業大学, 理学部, 教授 (40121537) ; 椎野 二男 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (20092231) ; 吉村 喜男 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (50013397)
• Keywords: π^+π^-原子 / シンチファイバー検出器 / Siストライプ検出器 / dE / dx測定器 / 低ノイズ高速前置増中器 / カイラル摂動論 / QCDの検証

Research Abstract

高エネルギー(24GeV/c)の陽子が重い標的に衝突する時の二次粒子の中に、非常に近接した(数mm)2個の荷電粒子の存在を判定して100ns以内にトリガーパルスを出す事が、準備中の物理実験の目的達成の為に非常に重要で、この為に位置測定用のシンチファイバー検出器とdE/dx測定用のSi検出器を開発してきた。シンチファイバー検出器は既に製作を終わり10年度7月から実験セットアップに組み込んで11月から予備実験に入っている。読み出しのエレクトロニクスは強いビーム強度に対応して今後iいくらかの改善が必要だが検出器の性能は基本的に所期のものである。dE/dx測定器は当面はプラスチックシンチレーターを用いて物理実験を11年6月からはじめるが、開発中の高精度のSiストライプ検出器に置き換える予定。昨年度購入したSiウェーハーを今年度はプリント基板にマイクロボンデイングでマウントし、前置増幅器、波形整形増幅器を開発してこれを現在(Si検出器)3面分プリント基板上に製作を終えようとしている段階である。11年夏から秋にかけてこれら一式の検出器を全体としてテストしたい。このような応答の早い(30ns)dE/dx用のSi検出器は世界で初めてのもので、このため今年度は多くのエネルギーを前置増幅器、波形整形増幅器の開発に費やしたが幸いノイズ(NEC)が3000e(35pF程度の入カキャパシタンスに対して入力換算のσで)以下で電荷積分時定数250ns以下の前置増幅器(Clearパルス社によるCR2924)とそれに続く整形増幅器のモデルを開発できた。今後テストしてさらに改良する予定である。

Research Products

• [Publications] Y.Yoshimura: "Plastic scintillator produced by the injection-molding technique" Nucl.Instr.Meth.A406. 435-441 (1998)
• [Publications] M.Kobayashi: "Improvement in radiation hardness of PbWO_4 scintillating crystals by La-doping" Nucl.Instr.Meth.A404. 149-156 (1998)
• [Publications] A.Gorin: "Preliminary study of a topological trigger device for cosmic-ray detectors" Nucl.Instr.Meth.A421. 60-68 (1999)
• [Publications] A.Agoritsas: "Readout of scintillating fibres using a week cross-talk position-sensitive photomultiplier" Nucl.Instr.Meth.A406. 393-402 (1998)
• [Publications] A.Agoritsas: "Development of a scintillating-fibre detector for fast topological triggers in high-luminosity particle physics experiments" Nucl.Instr.Meth.A411. 26-39 (1998)
• [Publications] M.Kobayashi: "phosphor Handbook,Ch.7.3 Scintillators P.539-548" CRC,Florida, 921 (1998)