素粒子・原子核反応で生成される粒子の識別に関する研究

• 研究課題/領域番号: 05640366
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 高エネルギー物理学研究所
• 研究代表者: 住吉 孝行 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助手 (30154628)
• 研究分担者: 足立 一郎 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助手 (00249898) ; 榎本 良治 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助手 (80183755) ; 小川 和男 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助教授 (10113416)
• 研究期間 (年度): 1993
• 研究課題ステータス: 完了 (1993年度)
• 配分額: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 1993年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: RICH法 / 粒子識別 / CsI陰極面 / 紫外光検出 / MWPC

研究概要

RICH法により粒子識別を行うためには、高い検出効率と高い位置分解能を持った、紫外光の検出器が必要となる。本研究は最近提案された、CsIを陰極面に蒸着した多線式比例計数箱(MWPC)により紫外光を検出する方法を確認すると同時に、高い検出効率を得るための条件を探索することを目的として開始された。
まず、有効面積が5×5cm^2の小型のMWPCを製作した。陰極面を矩形の9個のパッドに分割し、その表面に厚さ0.5mumのCsIを真空蒸着した。CsIが紫外光に対して30%近い量子効率を持つことは知られているが、これは真空の環境におかれた時で、実際MWPCで紫外光を検出するためには、チェンバーガス(メタン)中、及び空気に表面が曝された後に、どれだけの量子効率が期待できるのか調べる必要がある。我々はCsIが真空蒸着された陰極面を出来る限り短時間しか空気に曝さない様にすばやく組み立て、1日メタンガスでフローした後、紫外線ランプを用いて量子効率を測定した。その後、約1日空気に曝した後再び量子効率を測定した。空気に曝すことによって量子効率は約半分に落ちることが判った。しかし、表面を50℃程度に暖めながらメタンガスを2日間フローすると。ほぼ元の量子効率に回復する事が判った。
今回の研究により、CsIを陰極面に蒸着したMWPCが紫外光の検出に有効である事が確認された。また、大きなMWPCを組立てる際どうしても陰極面を空気に曝すことになるが、それによる量子効率の低下はその後の処理によりほぼ回復可能であることが判った。これにより実用的な大きさを持ったRICH検出器の製作に目処がついた。