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大強度ビーム対応型K^+稀崩壊実験装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 12440070
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・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

杉本 章二郎  高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (20044753)

研究分担者 野村 正  京都大学, 大学院・理学研究所, 助手 (10283582)
小松原 健  高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教授 (30242168)
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)
玉川 洋一  福井大学, 工学部, 助教授 (40236732)
能町 正治  大阪大学, 大学院・理学研究所, 教授 (90208299)
佐藤 任弘  高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (10013418)
新川 孝男  防衛大学校, 応用科学群, 助教授 (70171064)
研究期間 (年度) 2000 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
12,100千円 (直接経費: 12,100千円)
2003年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2002年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2001年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2000年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワードK中間子 / 稀崩壊 / 大強度ビーム / チェレンコフカウンター / シリコンストリップ検出器 / チェレンコフカウンタ / チェレンコフ検出器 / トリガーボード / 次世代実験装置
研究概要

K+→π+υυ崩壊に代表されるような稀崩壊現象を統計精度を上げて測定するためには,大強度のK+ビームが必要となる。このような実験では大量のK+崩壊のバックグラウンドの中から,求める稀崩壊事象を高速・高効率で選別し,信頼性のある高純度のデータ収集を行わなければならない。このために
(1)プログラマブル・ロジックデバイスを用いたトリガー回路システムを開発し,BNLで実施中の実験装置に組み込んで性能評価を行い,期待通りの良好な成果が得られた。この成果はモントリオールでのIEEE国際会議にて報告された。
(2)ビームライン上の入射K+を,π+,μ+,γ等のバックグラウンドから高精度で分離することを目的とした測定器開発を進めた。その一つとして,PWO結晶シンチレータをチェレンコフ放射体に変える開発研究を行った結果,光学的にも耐放射線の観点でも非常に優れたチェレンコフ放射結晶を開発することに成功した。国際会議や論文として報告された。
(3)大強度ビームに起因する光電子増倍管のゲイン変動を調べるため,モニターシステムを開発しBNLで実施中の実験装置に組み込んで性能評価を行った。その結果,ビーム・スピル内のゲイン変動までモニターすることに成功し,詳細なゲイン較正を行う方法を見つけることができた。この結果は国際会議で報告された。
(4)K+の崩壊寸前の軌跡とdE/dXを測定して,粒子の種類,位置,静止レンジを測定することを目的としたシリコンストリップ検出器(SSD)の開発を行った。不感領域のない密閉型検出器を実現するために大有効面積SSDだけを検出器の中に入れ,2mのフラットケーブルを介してプリアンプを装置外に設置し,要請される低ノイズ・高レイトでの測定が可能なシステムの開発に成功した。
(5)FNALのCKMグループとK+飛行崩壊実験の検討を行うとともに,γ線測定器開発研究を共同で開始した。

報告書

(5件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (44件)

  • [文献書誌] S.Adler et al.: "Measurement of structure-dependent K+→μ+νγ decay"Phys.Rev.Letters. 85-11. 2256-2259 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adler et al.: "Measurement of direct photon emission in K+→π+πOγ decay"Phys.Rev.Letters. 85-23. 4856-4859 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adler et al.: "Search for the decay K+→π+πOνν"Phys.Rev.. D63-3. 32004 1-32004 5 (2001)

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  • [文献書誌] M.Kobayashi: "A new heavy and radiation-hard Cherenkov radiator based on PbWO4"Nucl.Instr.& Meth.in Physics Research. 459-3. 482-493 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adler et al.: "Further evidence for the decay K+→π+νν"Phys.Rev.Letters. 88-4. 41803 1-41803 4 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adler et al.: "Search for the rare decay K+→π+γ"Phys.Rev.. D65-5. 52009 1-52009 7 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "A beam test of PbWO4 Cherenkov radiators"Nucl.Instr.& Meth.in Phys.Research. A484. 140-148 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adler et al.: "Search for the decay K+→π+νν in the momentum region Pπ<195MeV/c"Phys.Letters. B537. 211-216 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ishii et al.: "Development of BSO(Bi4Si3012)crystal for radiation detector"Optical Materials. 19. 201-212 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "Doping PbWO4 with different ions to increase the light yield"Nucl.Instr.& Meth.in Physics Research. A486. 170-175 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "Si-strip detector as fast, real-time, medium-segmented hodoscope"Nucl.Instr.& Meth.in Phys.Research. A487. 353-364 (2002)

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  • [文献書誌] T.Yoshioka et al.: "Upgrade of the level-0 trigger system for BNL-E949"IEEE Transaction on Nucl.Science. (to be published). (2004)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 編集者:S.Sugimoto, T.Yamanaka: "KAON DECAY PHYSICS (KEK Proceedings 2001-23)"High Energy Accelerator Research Organization (KEK). 331 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adler: "Measurement of structure-dependent K(+)→μ(+)νγ decay"Phys.Rev.Lett.. 85-11. 2256-2259 (2000)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adler: "Measurement of direct photon emission in K(+)→π(+)π(0)γdecay"Phys.Rev.Lett.. 85-23. 4856-4859 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adler: "Search for the decay K(+)→π(+)π(0)νν"Phys.Review. D63-3. 32004 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kobayashi: "A new heavy and radiation-hard Cherenkov radiator based on PbWO4"Nucl.Instr. & Meth.. A459. 482-493 (2001)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adler: "Further evidence for the decay K(+)→π(+)νν"Phys.Rev.Lett.. 88-4. 41803 (2002)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adler: "Search for the rare decay K(+)→π(+)γ"Physical Review. D65-5. 52009 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kobayashi: "A beam test of PbWO4 Cherenkov radiators"Nucl.Instr.& Meth.. A484. 52009 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Adler: "Search for the decay K(+)→π(+)νν in the momentum region Pπ<195MeV/c"Physics Letters. B537. 211-216 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ishii: "Development of BSO crystal for radiation detector"Optical Materials. 19. 211-216 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kobayashi: "Doping PbWO4 with different ions to increase the light yield"Nucl.Instr.& Meth.. A486. 201-212 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kobayashi: "Si-strip detector as fast, real-time, medium-segmented hodoscope."Nucl.Instr.& Meth.. A487. 353-364 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Yoshioka: "Upgrade of the level-0 trigger system for BNL-E949"IEEE on Nucl. Science. (to be published in). (2003)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Sugimoto (editor): "KAON DECAY PHYSICS (KEK Proceedings 2001-23)"High Energy Accelerator Research Organization (KEK). 331 (2002)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "SIGNIFICANT INCREASE IN FAST SCINTILLATION COMPONENT FROM PbWO_4 BY ANNEALING"KEK-preprint.7th International Conference on Inorganic scintillators and Industrial Applications (SCINT '03),8-12 September,2003,Spain. KEK-preprint 2003-100. 14 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.K.Komatsubara et al.: "Study of the Rare Decay K+ -> pi+ nu nubar with Stopped Kaon Beam at J-PARC"Letters of Intent for Nuclear and Particle Physics Experiments. J-PARC 03-6. 33-61 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "RADIATION HARDNESS OF PbWO_4 CHERENKOV RADIATORS HEAVILY DOPED WITH TRIVALENT RARE-EARTH IONS"KEK-PREPRINT.Nucl.Instrum.Meth.A. KEK-preprint 2003-89(in press). 9 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yoshioka et al.: "UPGRADE OF THE LEVEL-0 TRIGGER SYSTEM FOR BNL-E949"KEK-PREPRINT.IEEE Transactions on Nuclear Science (2004). KEK-preprint 2003-109(in press). 6 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "DOPING PbWO_4 SINGLE CRYSTALS WITH DIFFERENT IONS TO INCREASE THE SCINTILLATION LIGHT YIELD"KEK-PREPRINT.Nucl.Instrum.Meth.A. KEK-preprint 2003-124(to be published). 33 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Ishii et al.: "Development of BSO(Bi4Si3O12)crystal for radiation detector"Optical Materials. 19. 201-212 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "A beam Test of PbWO_4 Cherenkov Radiators"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. A484. 140-148 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nomachi et al.: "Development of trigger modules for BNL E949 experiment"OULNS annual report 2001. 106 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "Si-strip detector as fast, real-time, medium-segmented hodoscope"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. A487. 353-364 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Adler et al.: "Further Evidence for the Decay K^+→π^+νν"Physical Review Letters. 88-4. 41803-1-41803-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Adler et al.: "Search for the rare decay K^+→π^+γ"Physical Reviow D. 65-5. 052009-1-052009-7 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "A beam Test of PbWO4 Cherenkov Radiators"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. (to be published). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sugimoto, T.Yamanaka: "KAON DECAY PHYSICS, Proceedings of the Kaon Decay Workshop for Young Physicists. KEK Proceedings 2001-23 January 2002 H"High Energy Accelerator Research Organization(KEK). 331 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] S.Adler et al.: "Further Search for the Decay K^+→π^+νν"Phys. Rev. Letters. 84・17. 3768-3770 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Adler et al.: "Measurement of Structure-Dependent K^+→μ^+νγ Decay"Phys. Rev. Letters. 85・11. 2256-2259 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Adler et al.: "Measurement of Direct Photon Emission in K^+→π^+π^0γ Decay"Phys.Rev.Letters. 85・23. 4856-4859 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Adler et al.: "Search for the decay K^+→π^+π^0νν"Phys. Rev.. D63・3. 032004-5 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "A new heavy and radiation-hard Cherenkov radiator based on PbWO4"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. A459・3. 482-493 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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