2007 Fiscal Year Annual Research Report
素粒子研究の未来開拓を目指す百万トン級水チェレンコフ検出器の開発とその国際的展開
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18340073
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
塩澤 真人 The University of Tokyo, 准教授 (70272523)
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| Keywords | 宇宙線 / 国際協力 / 素粒子実験 |
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| Research Abstract |
本研究では、素粒子研究の未来開拓を目指し、百万トン級の水チェレンコフ検出器建設を立案するにあたり、期待される物理の成果を最大限保ちつつコスト及び建設期間を縮小するために、必要な測定器のデザインの最適化を行うことを目的にする。また国際会議等において、世界中の同様のR&Dに関する情報交換を行い、デザインにフィードバックをかける。得られた成果を以下に箇条書きする。(1)陽子崩壊モード、特に超対称性理論が予言するp-->nuK+崩壊に対する感度をできるだけ損なわずにどこまで光検出器の量を減らせるか調べ、光検出器を半分の数(検出器壁の光検出器の被覆率20%)にしても、検出効率やバックグラウンドがほぼ変わらないよう解析の改善をすることに成功した。これにより、5メガトン年の観測データにより、期待される陽子崩壊の寿命感度が2x1034年に達することがわかった。(2)陽子崩壊のさらなる感度工場とバックグラウンド低減を目指し、コンパクトで可動な水透過率測定装置の開発を行った。長期安定性が期待される半導体レーザーを光源の候補として選択し、安定性を確認した。(3)電子回路の設計を、平行して開発していたスーパーカミオカンデ実験の新電子回路開発を参考にして進めた。その結果、大型の水チェレンコフ検出器においても、ハードウエアによるトリガーを用いずに、全ヒットデータを計算機に取り込み、並列計算機システムにより、データの取捨選択(ソフトウエアトリガー)を行うことが可能であることが確かめられた。(4)国際会議において、各国のR&Dの情報収集と情報交換を行った。ヨーロッパでは、電子回路を水中にしずめ、光検出器近傍でAD変換を行うためのR&Dが開始された。このデザインは日本においても検討する価値があるものと考える。
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