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2015 Fiscal Year Annual Research Report

ミューオンのレプトンフレーバー非保存現象からの新物理検証

Research Project

Project/Area Number 15J10695
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

西村 美紀  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Keywordsミュー粒子 / 素粒子実験 / プラスチックシンチレーター / 半導体光検出器 / レプトンフレーバーの破れ / スイス:イタリア:アメリカ:ロシア / 国際研究者交流
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、MEG II実験に用いる陽電子タイミングカウンターのうち1/4を作成・インストールし、動作確認および性能評価を行った。陽電子タイミングカウンターはシンチレーターと半導体光検出器を用いた小型カウンターを512個ならべたものである。
本年度前半には、この小型カウンター130個の大量生産を行った。シンチレーターと半導体光検出器それぞれの性能評価を行ってから組み立てを行い、作成した小型カウンターすべてについて70-80 ピコ秒の時間分解能を達成した。
本年度後半には、陽電子タイミングカウンターのインストールと実際のミューオンビームを用いた試験を行い時間分解能の評価を行った。小型カウンターを支持構造体に設置し、超電導磁石の中へインストールすることに成功した。小型カウンター一つ一つのシグナルチェックも行い、全カウンターが正常に動作することが確認できた。読み出し回路については、ノイズやデッドチャンネルが多くあるという問題が見つかっており、現在改良を進めている。
データ取得は、実際にMEG II実験で用いられる静止ミューオンレート、7×10^7 μ/secで行われた。ミューオンの通常崩壊から放出される陽電子を磁場で曲げ、陽電子タイミングカウンターに当て、実際に再構成したヒット情報からその様子を確認した。陽電子のヒット時間再構成も行い、2つのカウンターで60-80 ピコ秒の時間分解能を達成した。予測される時間分解能より5-10%の悪化が見られるが、読み出し回路のノイズによる影響と見られ今後改善される。
来年度5月には、読み出し回路を直した状態でもう一度同じ測定を行い、より詳細な調査をする予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

読み出し回路に問題は見つかったが、陽電子タイミングカウンターの実機作成は順調に進み、適切に動作することが確認できた。また、実際のミューオンビームでのデータ取得にも成功し、時間解析も行うことができた。

Strategy for Future Research Activity

読み出し回路の問題により時間分解能に若干の悪化が見られたため5月に同じセットアップで改良を加えた読み出し回路を用い、より正確な陽電子の時間測定を行う。同時に残りの小型カウンターの作成も行い、データ取得後に全カウンターのインストールを行う。また、飛跡検出器やガンマ線測定器のインストールも完了し、エンジニアリングランで動作確認・性能評価を行い、物理ランを開始する予定である。

  • Research Products

    (9 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Pixelated Positron Timing Counter with SiPM-readout Scintillator for MEG II experiment2016

    • Author(s)
      Miki Nishimura, Gianluigi Boca, Paolo Walter Cattaneo, Matteo De Gerone, Flavio Gatti, Wataru Ootani, Giulio Pizzigoni, Massimo Rossella, Naoya Shibata, Marcello Simonetta, Yusuke Uchiyama, Kohei Yoshida
    • Journal Title

      Proceedings of Science

      Volume: PhotoDet2015 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Measurement of the radiative decay of polarized muons in the MEG experiment2016

    • Author(s)
      A. M. Baldini, M. Nishimura, et al
    • Journal Title

      The European Physical Journal C

      Volume: 76 (3) Pages: 108

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-016-3947-6

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of Positron Timing Counter with SiPM Readout for MEG II Experiment2016

    • Author(s)
      K. Yoshida, G. Boca, P. W. Cattaneo, M. De Gerone, F. Gatti, M. Nishimura, W. Ootani, G. Pizzigonie, M. Rossella, N. Shibata, M. Simonetta, and Y. Uchiyama
    • Journal Title

      Proceedings of Science

      Volume: FPCP2015 Pages: 064

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A high resolution Timing Counter for the MEG II experiment2016

    • Author(s)
      M. De Gerone, A. Bevilacqua, M. Biasotti, G. Boca, P.W. Cattaneo, F. Gatti, M. Nishimura, W. Ootani, G. Pizzigoni, M. Rossella, N. Shibata, F. Siccardi, M. Simonetta, Y. Uchiyama, K. Yoshida
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.nima.2015.11.022

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Test and characterisation of SiPMs for the MEGII high resolution Timing Counter2016

    • Author(s)
      M. Simonetta, M. Biasotti, G. Boca, P.W. Cattaneo, M. De Gerone, F. Gatti, R. Nardò, M. Nishimura, W. Ootani, G. Pizzigone, M.C. Prata, M. Rossella, N. Shibata, Y. Uchiyama, K. Yoshida
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.nima.2015.11.023

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] MEG II 実験陽電子タイミングカウンターのコミッショニング ―エンジニアリングラン最初の結果―2016

    • Author(s)
      西村美紀
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [Presentation] MEG II 実験のための陽電子タイミングカウンター実機建設2015

    • Author(s)
      西村美紀
    • Organizer
      日本物理学会2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学杉本キャンパス(大阪府大阪市)
    • Year and Date
      2015-09-25 – 2015-09-28
  • [Presentation] Pixelated Positron Timing Counter with SiPM-readout Scintillator for MEG II experiment2015

    • Author(s)
      Miki Nishimura
    • Organizer
      International Conference on New Photo-detectors
    • Place of Presentation
      Troitsk, Russia
    • Year and Date
      2015-07-06 – 2015-07-09
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] MEG Official Home Page

    • URL

      http://meg.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/index.html

URL: 

Published: 2016-12-27  

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