| Project/Area Number |
20H05638
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Broad Section B
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
中條 達也 筑波大学, 数理物質系, 講師 (70418622)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三明 康郎 筑波大学, 数理物質系(特命教授), 特命教授 (10157422)
蜂谷 崇 奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (10589005)
大山 健 長崎総合科学大学, 工学研究科, 教授 (10749047)
下村 真弥 奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (70555416)
杉立 徹 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 名誉教授 (80144806)
稲葉 基 筑波技術大学, 産業技術学部, 准教授 (80352566)
Novitzky Norbert 筑波大学, 数理物質系, 助教 (30842570)
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| Project Period (FY) |
2020-08-31 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥194,740,000 (Direct Cost: ¥149,800,000、Indirect Cost: ¥44,940,000)
Fiscal Year 2023: ¥14,950,000 (Direct Cost: ¥11,500,000、Indirect Cost: ¥3,450,000)
Fiscal Year 2022: ¥112,970,000 (Direct Cost: ¥86,900,000、Indirect Cost: ¥26,070,000)
Fiscal Year 2021: ¥22,620,000 (Direct Cost: ¥17,400,000、Indirect Cost: ¥5,220,000)
Fiscal Year 2020: ¥29,250,000 (Direct Cost: ¥22,500,000、Indirect Cost: ¥6,750,000)
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| Keywords | 量子色力学 / カラーグラス凝縮 / クォーク・グルーオン・プラズマ / 電磁カロリメータ / 前方物理 / LHC 加速器 / ALICE 実験 / シリコン検出器 |
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| Outline of Research at the Start |
量子色力学（QCD）において、カラーグラス凝縮（CGC）と呼ばれる未発見な状態が存在する。この状態は高密度グルーオン物質であると同時に、高エネルギー重イオン衝突で出現するクォーク・グルーオン・プラズマ（QGP）の初期状態だと考えられている。我々は未解明なCGCを探査するため、高精細シリコン電磁カロリメータ「FoCal」を開発した。今回、このFoCal を LHC加速器のALICE実験に建設設置し、前方に生成される光子・中性中間子を世界最高精度で測定し、CGCの有無や発展、QGPの生成起源、熱化機構を探求する。日本が主導する新しい国際共同実験である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度では、2022年度に製作した FoCal-E pad 検出器のテストビーム実験の評価を行い、論文としてまとめ (arXiv:2311.07413)、学術誌に投稿した。本検出器が設計通りの性能を有していることを確認した。FoCal製作の正式承認を得るため、FoCal のTechnical Design Report (TDR) をまとめ (CERN-LHCC-2024-004 ; ALICE-TDR-022)、LHCC 国際委員会に提出した。その結果、FoCal の TDR は LHCC 国際委員会にて承認され、建設に向けて正式に始動した（2024年3月）。日本グループが FoCalプロジェクトを先導した結果と言える。また今年度は、FoCalで用いる p型シリコンセンサの放射線耐性、およびその温度特性をテストした。テストは、理化学研究所 RANS、CERN 研究所 PS 加速器、東北大学 ELPH で行った。その結果、p型センサーは温度10-15℃ の環境下において、1 MeV中性子換算で 約10^14 個/cm^2 の放射線耐性があることが分かった。得られた結果は、FoCal 検出器の最終デザイン決定に用いられる。また、日本国内で HGCROC 集積回路のBGAパッケージングを実施し、製造した集積回路は、FoCal 内での試作機評価に使用する。また読出基板の設計やタングステン吸収体のデザインについても検討を進めた。FoCal 日本グループは、筑波大、筑波技術大、理研、奈良女子大、広島大、長崎総合科学大、佐賀大に加えて、今年度から熊本大が参加し、８機関、約２０名の体制となった。 FoCal 国際コラボレーションの中において、FoCal-E pad 検出器の責任機関であると同時に、読み出しシステム、トリガー開発においても中心的な位置を占めている。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Assessment Rating |
Interim Assessment Comments (Rating)
A: In light of the aim of introducing the research area into the research categories, the expected progress has been made in research.
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