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高速トポロジカルトリガー装置の製作とπ^+π^-原子の寿命測定によるQCDの検証

研究課題

研究課題/領域番号 09440112
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・核・宇宙線
研究機関高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

小林 正明  高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (40013388)

研究分担者 竹内 富士雄  京都産業大学, 理学部, 教授 (40121537)
椎野 二男  高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (20092231)
吉村 喜男 (吉村 善男)  高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (50013397)
千葉 雅美  東京都立大学, 理学部, 助手 (60128577)
小林 茂治  佐賀大学, 理工学部, 教授 (00039273)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
7,000千円 (直接経費: 7,000千円)
1999年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1998年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
1997年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
キーワードπ^+π^-原子 / シンチファイバー検出器 / Si-Strip検出器 / de / dx測定器 / 低ノイズ高速前置増巾器 / カイラル摂動器 / QCDの検証 / Siストライプ検出器 / dE / 低ノイズ高速前置増幅器 / カイラル摂動論 / 低ノイズ高速前置増中器
研究概要

標準模型を越える現象を発見するという観点から、標準理論である量子色力学(QCD)の実験的検証は非常に重要である。高エネルギーではQCDがよく成立する事が知られているが低エネルギーではクオーク間相互作用が強いので非摂取動的に取り扱わねばならず検証が容易でない。低エネルギーでのQCDの取り扱いであるカイラル摂動論(CHPT)の予言を5%の精度で検証するためにπ^+π^-原子のπ^0π^0への崩壊の寿命を測定する実験(DIRAC実験)を計画した。この実験はCERN陽子シンクロトロンで平成11年からデータ取得を初めているが、標的からくる粒子の中に数mm以内に近接した2個の荷電粒子を100ns以内に正確に判定する事が非常に重要である。この為に重要な検出器として位置測定用のシンチファイバー検出器とdE/dx測定用のSi検出器の開発を実施した。DIRAC実験ではπ^0π^0への崩壊の代わりにそれと競合する解離したπ^+π^-対を測定するがπ^0π^0の直接測定は将来の更に改良した実験としてメリットがありこの為に高性能シンチレーターの開発も実施した。
1.早いトリガー回路とシンチファイバー検出器の開発を成功裡に行い実験で使用中である。
2.早い応答のdE/dx用Si-strip検出器として、面積64mm×64mm、厚さ300μm、読み出しピッチ1-2mmのSi検出器と早い電荷積分型のプリアンプ(減衰時定数240nm、ノイズ(ENC)^〜3000e)、および50倍のゲイン全幅50nsに整形する波形整形アンプの開発に成功した。現在の短冊形プラスチックシンチレータと2001年から置き換えたい。
3.ガンマ線測定用に応答が早く(<30ns)、重く(1X_0<1.5cm)、放射線に強い(10^7ラドに耐える)高性能シンチレータとしてPbWO_4、Gd_2SiO_5:Ce等の開発を行い大きい進歩があった。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (61件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (61件)

  • [文献書誌] S. Baccaro: "Influence of La^<3+>-doping on radiation hardness and thermoluminescence characteristics of PbWO_4"Phys. Stat. Sol.. (a)160. R5 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kobayashi: "Improvement in transmission and decay time of PbWO_4 scintillating crystals by La-doping"Nucl. Instr. Meth.. A399. 261-268 (1997)

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  • [文献書誌] M. Kobayashi: "Large-size bismuth silicate(Bi_4Si_3O_<12>)scintillating crystals of good quality"Nucl. Instr. Meth.. A400. 392-400 (1997)

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  • [文献書誌] K.Polak: "The blue luminescence of PbWO_4 single crystals"J. Lum. 72-74. 781-783 (1997)

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  • [文献書誌] M. Nikl: "Decay kinetics and thermoluminescence characteristics of PbWO_4 : La"Appl. Phys. Lett.. 71. 3755-3757 (1997)

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  • [文献書誌] M. Nikl: "Radiation-induced formation of colour in PbWO_4 single crystals"J. Appl. Phys.. 82. 5758-5762 (1997)

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  • [文献書誌] S .Baccaro: "Radiation damage and thermoluminescence of Gd-doped PbWO_4"Phys. Stat. Sol.. (a)164. R9 (1997)

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  • [文献書誌] M. Kobayashi: "Improvement in radiation hardness of PbWO_4 scintillating crystals by La-doping"Nucl. Instr. Meth.. A404. 149-156 (1998)

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  • [文献書誌] Y. Yoshimura: "Plastic scintillator produced by the injection-molding technique"Nucl. Instr. Meth.. A406. 435-441 (1998)

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  • [文献書誌] V. Agoritsas: "Readout of scintillating fibres using a weak cross-talk position-sensitive photomultiplier"Nucl. Instr. Meth.. A406. 393-402 (1998)

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  • [文献書誌] V. Agoritsas: "Development of a scifi detector for fast topological triggers in high-luminosity particle physics experiments"Nucl.Instr.Meth.. A411. 17-30 (1998)

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  • [文献書誌] Nucl. Instr. Meth.: "Scintillation performance of large Ce-doping Gd_2SiO_5(GSO)single crystal"IEEE Trans.. NS-45. 518-521 (1998)

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  • [文献書誌] M. Tanaka: "Application of cerium-doped gadolinium silicate Gd_2SiO_5 : Ce Scintillator to calorimeters in high-radiation environment"Nucl. Instr. Meth.. A404. 283-294 (1998)

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  • [文献書誌] M. Kobayashi: "Comparison of radiation damage in different PbWO_4 scintillating crystals"Nucl. Instr. Meth.. A406. 442-450 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Hara: "La-doped PbWO_4 scintillating crystals grown in large ingots"Nucl. Instr. Meth.. A414. 325-331 (1998)

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  • [文献書誌] A. Gorin: "Preliminary study of a topological trigger device for cosmic-ray detectors"Nucl. Instr. Meth.. A421. 60-68 (1999)

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  • [文献書誌] M. Kobayashi: "Significant improvement of PbWO_4 scintillating crystals by doping with trivalent ions"Nucl. Instr. Meth.. A434. 412-423 (1999)

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  • [文献書誌] K. Tanji: "Crystal growth of PbWO_4 by vertical Bridgman method"J. Cryst. Growth. 204. 505-511 (1999)

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  • [文献書誌] M. Ishii: "Crystal growth of BSO(Bi_4Si_3O_<12>)by vertical Bridgman method"J. Cryst. Growth. 205. 191-195 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Nikl: "Radiation damage processes in wide-gap scintillating crystals;new scintillating materials"Nucl. Phys. (Proc. Suppl). B78. 471-478 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I. Daito: "Time-resolution of multi-cladding scintillating fiber hodoscope"Nucl. Instr. Meth.. A433. 587-591 (1999)

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  • [文献書誌] A. Gorin: "Peak-sensing discriminator for multichannel detectors with cross talk"Nucl. Instr. Meth.. (in press). (2000)

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  • [文献書誌] M. Kobayashi: "Phosphor Handbook,PartIII, Chapter7-3"Scintillators""CRC, Florida. (1998)

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  • [文献書誌] 石井満: "人工結晶と先端デバイス技術、4.5章「シンチレーション結晶の展開」"三共出版. (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Baccaro et al.: "Influence of LaィイD13+ィエD1 -doping on radiation hardness and thermoluminescence characteristics of PbWOィイD24ィエD2"Phys. Stat. Sol.. (a)160. R5 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "Improvement in transmission and decay time of PbWOィイD24ィエD2 scintillating crystals by La-doping"Nucl. Instr. Meth.. A399. 261-268 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "Large-size bismuth silicate (BiィイD24ィエD2SiィイD23ィエD2OィイD212ィエD2) scintillating crystals of good quality"Nucl. Instr. Meth.. A400. 392-400 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Polak et al.: "The blue luminescence of PbWOィイD24ィエD2 single crystals"J. Lum.. 72-74. 781-783 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nikl et al.: "Decay kinetics and thermoluminescence characteristics of PbWOィイD24ィエD2:La"Appl. Phys. Lett.. 71. 3755-3757 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nikl et al.: "Radiation-induced formation of colou rcentres in PbWOィイD24ィエD2 single crystals"J. Appl. Phys.. 82. 5758-5762 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Baccaro et al.: "Radiation damage and thermoluminescence of Gd-doped PbWOィイD24ィエD2"Phys. Stat. Sol.. (a)164. R9 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "Improvement in radiation hardness of PbWOィイD24ィエD2 scintillating crystals by La-doping"Nucl, Instr. Meth.. A404. 149-156 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yoshimura et al.: "Plastic scintillator produced by the injection-molding technique"Nucl. Instr. Meth.. A406. 435-441 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V.Agoritsas et al.: "Readout of scintillating fibres using a weak cross-talk position-sensitive photomultiplier"Nucl. Instr. Meth.. A406. 393-402 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V.Agoritsas et al.: "Development of a scifi detector for fast topological triggers in high-luminosity particle physics experiments"Nucl. Instr. Meth.. A411. 17-30 (1998)

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  • [文献書誌] H.Ishibashi et al.: "Scintillation performance of large Ce-doped GdィイD22ィエD2SiOィイD15ィエD1(GSO) single crystal"IEEE Trans.. NS-45. 518-521 (1998)

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  • [文献書誌] M.Tanaka et al.: "Application of cerium-doped gadolinium silicate GSO:Ce scintillator to calorimeters in high-radiation environment"Nucl. Instr. Meth.. A404. 283-294 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "Comparison of radiation damage in different PbWOィイD24ィエD2 scintillating crystals."Nucl. Instr. Meth.. A406. 442-450 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Hara et al.: "La-doped PbWOィイD24ィエD2 scintillating crystals grown in large ingots"Nucl. Instr. Meth.. A414. 325-331 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Gorin et al.: "Preliminary study of a topological trigger device for cosmic-ray detectors,"Nucl. Instr. Meth.. A421. 60-68 (1999)

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    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "Significant improvement of PbWOィイD24ィエD2 scintillating crystals by doping with trivalent ions"Nucl. Instr. Meth.. A434. 412-423 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tanji et al.: "Crystal growth of PbWOィイD24ィエD2 by vertical Bridgman method"J. Cryst. Growth. 204. 505-511 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ishii et al.: "Crystal Growth of BSO (BiィイD24ィエD2SiィイD23ィエD2OィイD212ィエD2) by vertical Bridgman method"J. Cryst. Growth. 205. 191-195 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nikl et al.: "Radiation damage processes in wide-gap scintillating crystals ; new scintillating materials"Nucl. Phys. (Proc. Suppl.). B78. 471-478 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Daito et al.: "Time-resolution of multi-cladding scintillating fiber horoscope"Nucl. Instr. Meth.. A433. 587-591 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Gorin et al.: "Peak-sensing discriminator for multichannel detectors with cross talk"Nucl. Instr. Meth.. (in press).

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kobayashi and M.Ishii: "Scintillators, Phosphor Handbook"eds. S. Shionoya and W.M. Yen (CRC, Florida, 1998), Part III, Chapter 7-3. 539-548

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ishii and M.Kobayashi: "Development of scintillators, Artificical Crystals and High-technology for Devices"ed. Association of Synthetic Crystal Science and Technology (Sankyo-Shuppan, 1998), Chapter 4.5 (in Japanese). 153-164

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kobayashi: "Significant improvement of PbWO_4 scintillating crystals by doping with trivalent ions"Nucl. Instr. Meth.. A434. 412-423 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Tanji: "Crystal growth of PbWO_4 by the vertical Bridgman method"J. Crystal Growth. 204. 505-511 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] A. Gorin: "Preliminary study of a topological trigger device for cosmic-ray detectors"Nucl. Instr. Meth.. A421. 60-68 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M. Kobayashi: "Scintillation characteristics of nonstoichiometric phases formed in MF_2-GdF_3-CeF_3 system"Nucl. Instr. Meth.. A421. 180-190 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M. Ishii: "Crystal growth of Bi_4Si_3O_<12> by vertical Bridgman method"J. Crystal Growth. 205. 191-195 (1999)

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  • [文献書誌] M. Nikl: "Radiation damage processes in wide-gap scintillating crystals ; new scintillating materials"Nucl. Phys.. B78. 471-478 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yoshimura: "Plastic scintillator produced by the injection-molding technique" Nucl.Instr.Meth.A406. 435-441 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kobayashi: "Improvement in radiation hardness of PbWO_4 scintillating crystals by La-doping" Nucl.Instr.Meth.A404. 149-156 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] A.Gorin: "Preliminary study of a topological trigger device for cosmic-ray detectors" Nucl.Instr.Meth.A421. 60-68 (1999)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] A.Agoritsas: "Readout of scintillating fibres using a week cross-talk position-sensitive photomultiplier" Nucl.Instr.Meth.A406. 393-402 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] A.Agoritsas: "Development of a scintillating-fibre detector for fast topological triggers in high-luminosity particle physics experiments" Nucl.Instr.Meth.A411. 26-39 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kobayashi: "phosphor Handbook,Ch.7.3 Scintillators P.539-548" CRC,Florida, 921 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] V.Agoritsas, et al.: "Read-out of scintillating fibres using a weak cross-talk position-sensitive photomultiplier" Nucl.Insth.Meth.A. (発表予定). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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