2015 Fiscal Year Research-status Report
高エネルギー実験のための１０ピコ秒 飛行時間測定器の開発
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15K13475
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
中條 達也 筑波大学, 数理物質系, 講師 (70418622)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲葉 基 筑波技術大学, 産業技術部, 准教授 (80352566)
佐甲 博之 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究主幹 (40282298)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 飛行時間測定器 / MRPC / 時間分解能 / DRS4 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、新世代の高バリオン密度探索実験において鍵を握る、ミューオン・ハドロン識別用・次世代型 高時間分解能 飛行時間測定器(TOF)を開発である。時間分解能は １０ピコ秒を目指す。１年目である本年度では、現在開発を進めている MRPC (Multi-gap Resistive Plate Chamber) 型の飛行時間測定器の基本性能をより詳細に把握するため、様々な検出器のパラメーターを変えて、宇宙線により測定測定を行い、そのMRPC 検出器の諸性能を評価した。検討したパラメーターは主に、ガスギャップの数、スタックの段数である。その結果、ガスギャップを従来より小さく (90 マイクロン) し、段数をより多くすることで、ある電圧において最適値を取ることがわかった。来年度に向けて、より大型の MRPC 検出器試作機の準備を行った。また、J-PARC E-16実験でのハドロン測定のために、同コラボレーションに参加し、共同研究の打ち合わせを行い、今後、どの様に物理実験に本検出器を導入していくか、検討を行った。年度後半では、SONY EMCS （株）と共同で、シグナルを読み出す電極基板の設計を開始した。目標は信号ロスを極力抑え、低反射かつ高周波成分を取り入れた早い立ち上がり部分の信号読み出しを可能にする基板のデザイン、製作である。電磁界計算を行い、最適なパラメーターの決定した。またグランドの新しい配置提案など、新しいアイデアが生まれた。試作機を製作し、来年度テストを行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
MRPC 検出器の基礎パラメーターの特性がほぼ分かり、どの部分を変えると性能が改善するのか、最適印可電圧などがわかった。E16 実験や SONY との共同研究開発に着手し、実機に向けたデザインの検討が順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、現在製作を行っている、あるいは製作を完了している様々な MRPC 検出器を東北大学の電子光理学研究センターの電子ビームを使い、テストビーム実験を行う。各種のデザインの時間分解能、検出効率、それらの印可電圧依存性やビーム入射角依存性を調べる。またガーフィールド計算を使って、電子増幅過程とイメージ電荷、時間分解能の関係をより詳細に検討する。SONY との共同開発を進め、昨年度提案のあった様々なタイプの電極基板を製作し、性能を評価する。読み出し部分では、プリアンプの最適化と DRS4 を使った高速読み出し機器の多チャンネル化を推進する。
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| Causes of Carryover |
購入を予定していた検出器運用に必要なガス (R134a、イソブタン, SF6) の残量が予定よりも多く、来年度の購入にしたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
MRPC検出器ガスなどの物品費や、テスト実験遂行・学会発表のための国内旅費に使用する。
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