2015 Fiscal Year Annual Research Report
吸収層を用いる画期的ハドロンカロリメータの開発
Publicly Offered Research
| Project Area | Particles Physics opening up the Tera-scale horizon using LHC |
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| Project/Area Number |
26104703
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
竹下 徹 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (70154995)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ハドロンエネルギー / チェレンコフ光 / ハドロン測定 / 波長変換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、素粒子物理学実験を遂行する上で、特により高エネルギーの実験において、例えばILC実験, あるいは次世代ハドロン衝突実験において必要なハドロンのエネルギー測定精度の向上を目指している。ハドロンのエネルギー測定精度の向上は、重いZ,W,Higgs,topなどの粒子のハドロン崩壊の過程の特定のみならず、グルーオンや軽いクオークのジェットの識別も可能で、精密で間違いのない終状態の特定を可能とする。ここに、吸収層からのチェレンコフ光という測定器情報を付加し、物理に直結する測定器の基本的概念を塗り替える可能性のある技術を検討した。
チェレンコフ光は、光速に近い荷電粒子により発生し、ハドロン終状態の測定器内の中性子や、核破砕の生成物の存在に左右されず、エネルギー測定が可能で、通常の測定とは異なる情報を与える。一方チェレンコフ光は、光量が極端に少なく、かつ発生光の波長が短波長側で支配的で、チェレンコフ光の発生物質から外の光センサーへ取り出す事が困難である。チェレンコフ光測定において１荷電粒子の通過を特定できる能力が鍵となる。チェレンコフ光を放射物質の外にある光センサーに送るために、種々の放射物質と光量の関係（このときは、光センサーにMPPCを使い、グリースで光学接着を行った）を比較できるデータを取得した。特に放射物質中に波長変換物質を混入させ、透過率の高い長波長側での光量増加を観測した。
長さ４cmの放射物質で、（３cmx３cmの断面積）発生する通過ミュー粒子からのチェレンコフ光は、ほとんどの物質で２０光電子から１０光電子である。ここでは3mmx3mmで１００um pitchのMPPCを用いた。一方放射物質に 波長変換物質Y11を混入した場合、約５倍の１３０光電子を観測し、光量増加を実現できることを示した。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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