2017 Fiscal Year Annual Research Report
大強度ハドロンビーム実験で用いる超伝導X線検出器技術の基礎研究
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16K17718
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
橋本 直 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, 任期付研究員 (20732952)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 超伝導検出器 / X線検出器 / J-PARC / K中間子原子 / TES / マイクロカロリメータ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ハドロンと原子核間の強い相互作用の研究における強力な手法の一つであるハドロニック原子X線分光の精度を向上させるため、高いエネルギー分解能を持つ超伝導遷移端型マイクロカロリメータ (TES) の大強度ハドロンビーム環境下での応用の確立を目指す。この研究はストレンジネスを含むK-, Σ-, Ξ-の各原子X線分光でのTES検出器の使用を視野に入れたものであり、これにより低エネルギー量子色力学及び中性子星物質の理解へ重要な貢献をできると期待される。
本年度は、主にJ-PARCにおけるK中間子ヘリウム原子X線分光実験に向けた既存TESシステムの最適化を行った。特に, 1.複数ピクセルのデータを同時に取得するグループトリガーのデータ取得ソフトウェアへの導入、およびその解析手法の開発によりSr90線源からのベータ線によるバックグラウンドを約半数除去することに成功、2. 前年度に製作した開口率の大きなシリコンコリメータを試験し、分解能の劣化がなく50%以上の検出器立体角の増加に成功、3.異なる開口率の50mK, 3K, 50Kそれぞれの温度ステージの磁気シールドの開口率をエネルギー分解能と検出器立体角のバランスの観点で最適化、4.液体ヘリウム標的システムやシリコンX線検出器と同じ真空槽での安定動作を確立、などの成果をあげ、実際のK中間子原子実験に向けた実験準備を完了した。2018年6月にビームタイムが割り当てられ物理データを取得できる見込みである。
また、50keV程度のより高エネルギーのTES検出器の開発について、主に吸収体の選定について検討を進めた。現在の有力な選択肢としてはBiかSnであり、今後他財源を利用して具体的な検出器デザイン・製作・試験を進めていく。
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[Presentation] TES application to kaonic atom X-ray spectroscopy in a charged-particle beamline2017
Author(s)
T. Hashimoto, S. Okada, S. Yamada, H. Tatsuno, K. Tanida, D.A. Bennett, W.B. Doriese, J.W. Fowler, G.C. O’Neil, C.D. Reintsema, D.R. Schmidt, D.S. Swetz, J.N. Ullom, et al.
Organizer
17th International Workshop on Low Temperature Detectors
Int'l Joint Research
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[Presentation] Kaonic nuclei studied via K- induced reactions at J-PARC2017
Author(s)
T. Hashimoto, S. Enomoto, K. Inoue, M. Iwasaki, S. Kawasaki, Y. Ma, H. Noumi, H. Ohnishi, S. Okada, H. Outa, Y. Sada, F. Sakuma, M. Sato, K. Tanida, M. Tokuda, T. Yamaga, Q, Zhang, et al.
Organizer
International Conference on Exotic Atoms and Related Topics (EXA2017)
Int'l Joint Research / Invited
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