| 研究課題/領域番号 |
11640256
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
森 俊則 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助教授 (90220011)
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| 研究分担者 |
三原 智 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助手 (80292837)
駒宮 幸男 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80126060)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2000年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1999年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
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| キーワード | JLC / カロリメター / 光検出器 / 光電子増倍管 / 光伝送 / 光ファイバー / 時間分解能 / 光増幅率 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は素粒子の標準理論の完全な検証と、それを越える新粒子新現象の発見ならびに研究を課題とする次世代線形加速器(JLC)実験においてカロリメータ光読み出し部を構築する上で必要なparameterを把握し測定器の設計に貢献することであった。
このため本研究においては光センサーとしてメタルチャンネルダイノード光電子増倍管(MCD-PMT)に注目し、その特性の研究を行なった。また光ファイバーを使用してカロリメータからの光を測定器外まで伝達するアイデアの検討も行なった。
予備実験としてアルミ製暗箱を製作し、青色LEDを用いてMCD-PMTの試験を行なった。MCD-PMTのシグナル利得は予想どおりAPDに対して10倍以上高く、ノイズも十分低いことがわかった。またMCD-PMTをJLC実験に近い条件でテストするためキセノンカロリメータに組み込み性能評価を行い、LEDでの試験で得られた結果と同等の結果を得た。
JLC実験においてはバンチ同定を行なう必要があるため光センサーには1nsecを上回る時間分解能が要求される。MCD-PMTを利用した場合どの程度の時間分解能が得られるかを評価したところ、10GeV程度のエネルギー入射に対して問題なく達成できることが判明した。1GeV程度の低エネルギー入射に対しても高速アンプを使用した信号増幅器を用いれば十分な時間分解能が得られることが判明した。
測定器を実験装置に組み込む場合、測定器回りに生じる洩れ磁場の影響で信号利得が低下するというおそれがある。この問題に対処するため光ファイバーでシンチ光を測定器外まで引きだし光センサーで測定するというアイデアの検討を行ない、クリアファイバー、WLSファイバーを組み合わせることで10m程度測定器から外に引き出すことが可能であるという見通しを得た。またMCD-PMT自体の磁場に対する耐性についても検討を行ない、磁場に対する管軸の向きを選んでやることで100GまでならばMCD-PMTを磁場中でも運転できる確証が得られた。
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