2015 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, 理学研究科, 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, 特任教授 (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, 理工学部, 教授 (80187674)
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| Project Period (FY) |
2013 – 2015
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| Keywords | 電子陽電子衝突器 / 国際リニアコライダー / コライダー測定器 / ヒッグス粒子 / 国際研究者交流 / 多国籍 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成24年の7月にジュネーブ郊外にあるCERN研究所の陽子陽子衝突器LHCにおいてすべての素粒子の質量の起源とされているヒッグス粒子が発見され新しい素粒子物理学の時代の幕が開いたが、国際リニアコライダー(ILC)はヒッグス粒子もしくはそれに変わって素粒子の質量の起源となるが現象をLHCをはるかに超える感度で精査し、その新時代をリードすべき施設として国際的に推進されてきた。この研究は日本のグループ中核となって、新しい概念PFA(Particle Flow Algorithm)に基づいた高分解能測定器を開発することでILCのための測定器開発のイニシアティブを取り、ILC実現に向けて国際的新展開をもたらすことを目的とする。PFAとは、測定器内部の反応で起こるシャワー現象の二次粒子を一つ一つ分離し、荷電粒子は飛跡検出器、中性粒子はカロリメータの情報を選択的に用いることで、素粒子反応の一次生成物であるクォークやレプトン、光子等の基本粒子の持つエネルギー・運動量をこれまでにない精度で測定するという新しい概念である。我々は、3つの中核的測定器要素、すなわち、反応点検出器、飛跡検出器、およびカロリメータにおける革新的・独創的研究開発を要するとともに、その潜在能力を最大限に活かすソフトウェアの開発、それを用いた全体最適化することに焦点を当てた。反応点検出器では高精細CCD技術に基づき放射線耐性と読出し速度を改良した半導体検出器FPCCDを開発し、実機のサイズのセンサープロトタイプを製作、基本的な機能が実証された。飛跡検出器はTPC技術を用いて国際共同研究LCTPCの枠組みの中で研究開発を行い、最も有力な電子検出方法といわれるGEMの開発で世界をリードするに至った。さらにカロリメータの開発でも国際共同研究においてシンチレータとシリコンによる読出を使ったカロリーメータを開発して主導的立場を築いた。測定器最適化は物理解析のシミューレションを通して行われるが、そこでもヒッグス粒子、トップクォーク、シン粒子など最も重要な研究で国際的シーンをリードすることができた。以上のような成果は広く認識され、平成25年にリニアコライダーの国際組織が再編された際には、この研究の代表である山本が物理測定器の担当ディレクターに選ばれ、杉本が国際測定器グループILDの共同代表となった。また、平成27年度には川越がILDの時期副代表となることが決まった。その他にも、ILDのexecutive boardにはこの研究グループから多くのメンバー参画するに至った。
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[Journal Article] Shower development of particles with momenta from 15 GeV to 150 GeV in the CALICE scintillator-tungsten hadronic calorimeter2015
Author(s)
The CALICE Collaboration : B. Bobchenko, M. Chadeeva, M. Danilov, O. Markin, R. Mizuk, E. Novikov, V. Rusinov, E. Tarkovsky, K. Kawagoe, H. Hirai, Y. Sudo, T. Suehara, H. Sumida, S. Takada, T. Tomita, T. Yoshioka, 他
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Journal Title
Journal of Instrumentation
Volume: 10
Pages: 12006-12041
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Physics at the e+e-linear collider2015
Author(s)
G. Moortgat-Pick, H. Baer, M. Battaglia, G. Belanger, K. Fujii, J. Kalinowski, S. Heinemeyer, Y. Kiyo, K. Olive, K. Kawagoe, 他
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Journal Title
Eur. Phys. J. C (2015) 75 : 371
Volume: 75:371
Pages: 371-551
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] ILD測定器のためのシリコン電磁カロリメータの開発2016
Author(s)
末原大幹, 住田寛樹, 平井寛人, M. Darnajou, 野口恭平, 伊藤拓実, 上野和輝, 関谷泉, 山城大知, 須藤裕司, 吉岡瑞樹, 川越清以
Organizer
日本物理学会 第71回年次大会(2016年)
Place of Presentation
東北学院大学(宮城県仙台市)
Year and Date
2016-03-21
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[Presentation] Optimization study of hybrid ECAL for ILD2016
Author(s)
Hiroki Sumida, Y. Sudo, T. Suehara, T. Yoshioka, K. Kawagoe, T. Takeshita, K. Kotera, D. Jeans, CALICE Asia group, ILD ECAL group
Organizer
CALICE Collaboration Meeting
Place of Presentation
九州大学(福岡県福岡市)
Year and Date
2016-03-09
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] SKIROC2 study in Kyushu2016
Author(s)
Hiroto Hirai, Y. Sudo, T. Suehara, K. Kawagoe
Organizer
CALICE Collaboration Meeting
Place of Presentation
九州大学(福岡県福岡市)
Year and Date
2016-03-07
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Hybrid Ecal Optimization2016
Author(s)
Taikan Suehara, Hiroki Sumida
Organizer
ILD Software and Optimization Workshop
Place of Presentation
Hamburg (Germany)
Year and Date
2016-02-25
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Optimization of layer composition for ILD ECAL2015
Author(s)
Hiroki Sumida, M. Matama, Y. Sudo, T. Suehara, T. Yoshioka, K. Kawagoe, D. Jeans, T. Takeshita, K. Kotera, CALICE-Asia group, ILD ECAL group
Organizer
Linear Collider Workshop 2015 (LCWS15)
Place of Presentation
Whistler British Columbia (Canada)
Year and Date
2015-11-04
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] ガス飛跡検出器の性能評価および較正システムに用いる紫外レーザーによるガス分子電離過程の研究2015
Author(s)
池松克昌, 杉山晃, 房安貴弘, 小川智久, 川口和彦, 高橋徹, 川田 真一, 小林誠, 藤井恵介, J. P. Tian, 松田武, 渡部隆史, 加藤幸弘, R. D. Settles, 他LCTPC日本グループ
Organizer
日本物理学会
Place of Presentation
大阪市立大学(大阪府大阪市)
Year and Date
2015-09-26
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[Presentation] UVレーザーを用いたLC-TPC用GEMのガス増幅率揺らぎの測定2015
Author(s)
小川智久, 池松克昌, 杉山晃, 房安貴弘, 川口和彦, 高橋徹, 川田 真一, 小林誠, 藤井恵介, J. P. Tian, 松田武, 渡部隆史, 加藤幸弘, R. D. Settles, 他LCTPC日本グループ
Organizer
日本物理学会
Place of Presentation
大阪市立大学(大阪府大阪市)
Year and Date
2015-09-26
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[Presentation] ILCにおけるILDカロリメータ構造の最適化2015
Author(s)
住田寛樹, 真玉将豊, 須藤裕司, 末原大幹, 吉岡瑞樹, 川越清以, Daniel Jeans, 竹下徹, 小寺克茂, 他 CALICE-Asia group, ILDECAL group
Organizer
日本物理学会 2015年 秋季大会
Place of Presentation
大阪市立大学(大阪府大阪市)
Year and Date
2015-09-25
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[Presentation] Analysis of CERN'14 TB data2015
Author(s)
Hiroto Hirai, Y. Sudo, T. Suehara, T. Yoshioka, K. Kawagoe, ILD ECAL group
Organizer
CALICE Collaboration Meeting
Place of Presentation
高エネルギー加速器研究機構(茨城県つくば市)
Year and Date
2015-04-20
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Simulation Study in Various Configurations of ECAL2015
Author(s)
Hiroki Sumida, H. Ueno, Y. Sudo, T. Suehara, T. Yoshioka, K. Kawagoe, T. Takeshita, K. Kotera, D. Jeans, CALICE Asia group, ILD ECAL group
Organizer
CALICE Collaboration Meeting
Place of Presentation
高エネルギー加速器研究機構(茨城県つくば市)
Year and Date
2015-04-19
Int'l Joint Research / Invited
