2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a beam TOF readout system for the high-statistic Lambda-p scattering experiment
Publicly Offered Research
| Project Area | Clustering as a window on the hierarchical structure of quantum systems |
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| Project/Area Number |
21H00133
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
本多 良太郎 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 (30748877)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ハイパー核 / バリオン間相互作用 / FPGA / エレクトロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はJ-PARCにおける高統計のラムダ陽子散乱実験を遂行するために必要な、ビームTOF検出器システムを開発することが目的である。昨年度開発したClock-Duty-Cycle-Modulationに基づいたクロック分配システム「MIKUMARI」をFPGAベースのhigh-resolution TDC (HR-TDC) を組み合わせて、連続読み出しHR-TDCを開発した。このTDCはMIKUMARIの同期精度とあわせて26 psの精度で時刻を記録する事が出来る。得られた時刻精度は期待していた通りの性能である。また、トリガーレスであるため全てのヒット入力の時刻を前述の精度で測定し、連続的にPCでデータを送信し続ける事が出来る。
本TDCは既にほかの研究によって開発済みの2つの回路基板から構成される。1つはAMANEQと呼ばれる親基板であり、データリンクやMIKUMARIが受信した変調クロックからクロックを復元のための機能を有している。もう1つは子基板のmezzanine HR-TDCカードであり、前述のHR-TDCはこの子基板上のFPGAへ実装されている。
予定通りチェレンコフ輻射体を用いたTOF検出器の制作も行った。この検出器はX型のアクリルをチェレンコフ輻射体とし、その光をMPPCで読み出す検出器である。MPPC、アクリル輻射体、増幅回路を組み合わせて予定通りの検出器を組み上げることが出来た。
最後に、阪大RCNPグランドライデンにおいて上記連続読み出しTDCのビーム試験を行った。実際のビーム環境下で40 ps程度の時間分解能を得る事が出来た。検出器の時間分解能は40 ps程度と分かっているため、目標の60 psの時間分解能が達成できる見通しである。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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