2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of a 3D total absorption calorimeter using energy spliting method
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20K03988
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小寺 克茂 大阪大学, 理学研究科, 招へい研究員 (60448074)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | カロリメータ / 荷電粒子検出器 / シンチレーションファイバー / 光検出器 / 高エネルギー物理学実験 / 入射角 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 2020年度は0.5 x 0.5 mm^2 長さ180 mm の シンチレーションファイバー８本を用いて，ファイバートラッカーを作成し，東北大学の電子光理学研究センターの電子ビームを当てた実験をしたが，2021年度，その解析にて，位置分解能 0.3を得た．また，ファイバーの クラッド（屈折率を変えた被覆層) による gap については，ファイバー積層面を 25度傾けて配すると gap による不感を効率よく取り除けることがわかった．
2. 本研究では 2m のファイバーを使うので，光量が検出器まで伝わるまでに減衰率を実測しなければならない．このための検出器とファイバーの準備を行なった（未測定）．
3. 課題であった検出器によるデッドボリュームをできるだけ小さくするために，センサー面の幅1.625mm長さ 32.54 mm の検出器を市場に発見選定し（浜松ホトニクスKK)，これを使用する機構の構築をスタートした．
４．シミュレーションによると，エネルギーのファイバーによるサンプリングでは，入射粒子の期待する角度測定分解能を得ることが難しいことがわかった．このため，エネルギー測定は別の方法に譲り，そのカロリメータの直前におくチャージトラック検出器を 3. で述べた光検出器とシンチレーションファイバーで構成する装置の検討を行っていいる．これによって，長寿命中性K中間子がミュー粒子ペアや，中性パイ粒子と電子陽電子ペアに崩壊する過程を KOTO の研究目的に加えることができる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本職の多忙さと，COVID-19 のため，十分な時間が取れなかった．
入射粒子のシャワー変動が大きく，カロリメータ部分はあきらめ，高い位置分解能と角度分解能を持つ荷電粒子検出器としての開発を視野に入れている．
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| Strategy for Future Research Activity |
準備している光検出器とファイバーのアタッチメントを確立し，2 m の長いファイバーの光検出の位置依存性を測定する．
一方プロトタイプとして 0.5 mm ファイバー 6層，90 x 90 mm^2 のトラッカーを作成し，性能を調査する．
この結果と，実験結果としての 2m ファイバーにおける光検出の位置依存性を融合し， 2 m x 2m x 6層トラッカーの性能をシミュレートする．
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| Causes of Carryover |
実験に遅れが生じているため，プロトタイプのデザインが終わっておらず，プロトタイプ作成のための予算が次年度使用額となる．
光検出器は 4万円 x 15 = 60万円，scintillating fiber 総120 m 30万円，その他交通費などを見込んでいる．
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