2015 Fiscal Year Annual Research Report
ストレンジ・ダイバリオン探索実験に用いる高時間分解能TOF検出器の開発
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26800158
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
佐久間 史典 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 専任研究員 (10455347)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | MPPC / 高時間分解能 / TOF / K中間子原子核 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
J-PARC E15実験及びS=-2ダイバリオン探索実験で用いる、100ps以下の時間分解能を有した小型で安価、ロバストな高時間分解能Time-Of-Flight(TOF)検出器の開発を引き続き行った。本研究では、複数のMPPCを直列接続してプラスティック・シンチレーターを読み出す技術を用いる。今年度は基礎開発に基づいて複数の検出器を作成し、実際のビームを用いてその性能評価を行い、結果を日本物理学会で報告した。
・まずは、断面が20*5mm^2のプラスティック・シンチレーターの両端に3つのMPPCを装着したTOF検出器の、その時間分解能の長さ依存を1.0GeV/c πビームを用いて調べた。実験はJ-PARC K1.8BRビームラインのビームダンプにおいて行い、長さがそれぞれ45/95/145/195mmにおける時間分解能はそれぞれ53/70/74/79psであることを確認した。この結果より、長さ300mm程度においても100ps程度の時間分解能が期待出来る事が分かり、ビームライン検出器として良く用いるサイズの検出器でMPPCを用いた高時間分解能TOF検出器が構築できることを明らかにした。
・これらの結果を基に、K1.8BRスペクトロメーターで用いるDEF(beam-definition-counter)の実機を製作した。DEFは断面が20*3mm^2、長さが110mmのプラスティック・シンチレーター5本からなる検出器で、その検出有効面積は96*100mm^2である。この検出器の性能評価も1.0GeV/c πビームを用いて行い、時間分解能が77psである事、時間分解能の位置依存性は無い事を確認した。本DEFは来年度以降スペクトロメーターに組み込んで実験に使用する予定である。
以上を持って、100ps以下の時間分解能を有した小型で安価、ロバストな検出器の開発を完遂した。
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