2017 Fiscal Year Research-status Report
J-PARC重イオン衝突における究極的高速データ収集系への挑戦
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16K13808
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
佐甲 博之 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 研究主幹 (40282298)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大山 健 長崎総合科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10749047)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | J-PARC / 重イオン衝突実験 / トリガレスデータ収集系 / ソフトウエアトリガ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、重イオン衝突による高密度物質の生成事象の選択方法を確立するため、理論モデル（JAM）による研究を行い、様々な観測量と密度の関係を調べた。その結果、全荷電粒子の横運動量の和という観測量が最も高密度物質の選択に適していることを見出し、これをソフトウエアトリガーの手法として採用することにした。
さらに、J-PARC重イオン計画における重イオン衝突実験スペクトロメーターの設計をさらに進めた。昨年度までの設計したトロイダル磁石型スペクトロメーターのアクセプタンスの非一様性等の問題点を改善するため、ダイポール磁石とシリコンピクセル検出器、タイムプロジェクションチェンバー等を用いた大立体角スペクトロメーターを新たに設計した。さらに、そのためのシミュレーションコードを粒子シミュレーションソフトウエア（GEANT4）を用いてよって開発し、立体角、粒子識別、運動量分解能等のスペクトロメーターの性能評価を行った。これによってソフトウエアトリガ試験のベースとなるシミュレーションコードと飛跡解析コードを開発することができた。
一方、高速データ収集サーバーに関しては、長崎総合科学大と共同でデータ収集試験の整備を行った。ALICE実験のデータ収集・信号処理FPGAボード(C-RORC)をサーバに設置して、データ収集ソフトウエアを整備し、メモリ上のデータを使用して、高速データバス（PCIe）を介したメモリとC-RORC間の高速読出しの試験に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ALICEのトリガレスデータ収集に対応したデータ収集FPGAボード（CRU）についてはCERNにおける製作の遅れのため、購入がまだできていない。CRUについては、2018年度の前期までに購入し、それを用いた高速データ収集試験を行う予定である。また、オンライン事象選択トリガーに関しては、今年度は高密度物質生成事象の選択方法を確立することに集中し、そのために時間がかかった。今年度、理論モデルの研究によって、全荷電粒子の横運動量の和が最も高密度物質事象の選択に適していることを見出した。2018年度には、この事象選択方法に基づいたオンライン事象選択トリガー法を開発し、その試験を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、今年度に設計したダイポール磁石型スペクトロメーターを用いた重イオン衝突シミュレーションを行い、シミュレーションデータを模擬オンラインデータとして解析し、全荷電粒子の横運動量の和を求め、高密度事象のソフトウエアトリガを開発し、事象選択の速度試験を行う。一方、ALICE実験のトリガレスデータ収集FPGAボードの導入により、連続読み出し高速データ収集系を構築し、データ収集速度の評価を行う。
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| Causes of Carryover |
平成29年度に予定していた「トリガレスデータ収集FPGAボード(CRU)」の購入が、CERNでの製作の遅れによって間に合わず、次年度使用額が生じることとなった。平成30年度に、この物品の購入費用として使用する。
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