2011 Fiscal Year Annual Research Report
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23000002
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山本 均 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (00333782)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山下 了 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 准教授 (60272465)
藤井 恵介 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (30181308)
宮本 彰也 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (50174206)
杉本 康博 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 講師 (70196757)
杉山 晃 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80187674)
竹下 徹 信州大学, 理学部, 教授 (70154995)
川越 清以 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (40183785)
佐貫 智行 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (70323491)
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| Keywords | 国際リニアコライダー / 素粒子検出器 / 半導体検出器 / 電子デバイス / ヒッグス粒子 / ネットワーク / 素粒子の標準理論 |
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| Research Abstract |
測定器最適化では、反応点検出器の情報を使ったクォーク種同定法の開発を二人の科研費研究員を割り当てて本格的に開始した。反応点測定器は、ピクセルサイズが6ミクロン角の小型試作機および、チップサイズが約1cm角の大型試作機を試作して、その基本動作を確認した。同時にFPCCDからの信号読出しのためのフロントエンド集積回路の開発を行ってセンサーと読出しチップを組み合わせて総合試験を行った。飛跡検出器では、エンドプレートの質量を下げるための高機能PCボードに必要な冷却試験、間欠的電源供給の個別試験を行い、その結果に基づいてPCボードの設計試作した。ガス増幅部に関しては放電を押さえる支持機構の工学設計をおこなった。カロリメータに関しては、シンチレータストリップと半導体光検出器MPPC、および読み出し用エレクトロニクスを一体化した、ILC実験測定器とほぼ同じ構造のプロトタイプモジュールを設計し、シリコンパッドセンサーのテストベンチを立ち上げ、日本の製作会社とともに要素開発を開始した。また、シンチレータストリップに対応するジェットエネルギー再構成のソフトウェアを開発し、実証した。測定器インテグレーションは、地下実験室ホールまで、測定器コンポーネントを運び込み、実際に組み立てる手法を策定した。荷電粒子飛跡再構成では、オブジェクト指向設計と C++ により一般飛跡再構成プログラムを開発し、基本的な飛跡認識アルゴリズムをトポロジカル・カルマン・フィルターを用いて開発した。さらに、ケーブル・冷却パイプ等による不感領域や測定器応答の非一様性などを組み込んだ反応点測定器、飛跡検出器、カロリメータの現実的なシミュレータを作成し、データベースによるデータ管理システムやDIRACジョブ管理ツールを整備した。
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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
反応点検出器は小型と大型のプロトタイプを予定通りに製作し、シリコンカロリメータのテストベンチを立ち上げて基本的な試験を行い、飛跡検出器の放電を押さえる設計を実証し、ストリップ型かロリメータが必要とされるエネルギー分解能があることを現実的なシミュレーションで実証した。
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| Strategy for Future Research Activity |
反応点検出器では、ピクセルサイズが６μｍの小型のＦＰＣＣＤの動作確認を行うのと平行して大型ＦＰＣＣＤの開発を進める。ＦＰＣＣＤの多チャンネル高速読出しのための実機に近いASICを開発する。電磁シャワーカロリメータでは、シンチレータセンサー部と光センサーを一体化した設計製作を行い、要素テストで基本動作を確認紙、これをDESY研究所の電子ビームを用いて性能検証を行う。ハドロンシャワーカロリメータでは、シンチレータストリップによる新型のハドロンカロリメータのシミュレーションをさらに改善してパッド型に対してコストパーフォーマンスが有利であることを実証する。シリコンカロリメータでは、シリコンパッドセンサーは、赤外レーザーを用いた検査システムを立ち上げ、シリコン電磁カロリメータ技術プロトタイプのビームテストをDESYで行う。シンチレータをシリコンを組み合わせたハイブリッド電磁カロリメータについて、シミュレーション研究に依って設計の最適化を行う。飛跡再構成では、実機における非均一磁場中での飛跡再構成に向けて、分割ヘリックス飛跡モデル概念によるカルマンフィルター・アルゴリズムを開発する。
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