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J-PARC重イオン衝突における究極的高速データ収集系への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 16K13808
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

佐甲 博之  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (40282298)

研究分担者 大山 健  長崎総合科学大学, 工学研究科, 教授 (10749047)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードJ-PARC / データ収集系 / FPGA / 重イオン衝突実験 / トリガレスデータ収集系 / ソフトウエアトリガ / J-PARC重イオン計画 / トリガーレスデータ収集系 / 重イオン衝突
研究成果の概要

J-PARC における重イオン衝突で超高密度物質を生成し、QCD 相構造の探索を行うJ-PARC重イオン計画を検討している。この実験で生成されるデータレートは1TB/s に達し、高速データ収集技術が実験の成否を決める。このために有力と考えられている技術がトリガーレスデータ収集系とソフトウエアトリガーである。本研究ではトリガーレスデータ収集系の中で重要なFPGA内での検出器データ圧縮法の開発を中心に行い、データ収集サーバ試験機を構築し、性能評価の試験を行った。さらに、J-PARC重イオン計画において重イオン衝突実験検出器の概念設計を進め、ソフトウエアトリガーとして有力な物理量の検討を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

将来計画を検討しているJ-PARCにおける重イオン衝突実験ではかつてない1TB/sのデータレートが見込まれ、そのデータ量をオンラインで処理することが非常に重要である。本研究はそのためのオンラインデータ処理技術と、重イオン衝突で生成される様々な粒子を用いたインテリジェントな事象選択方法が必要となり、本研究はそのような技術の基礎開発を行うものである。本研究の成果としては、オンラインデータ処理のうち、検出器からの波形データのデータ圧縮技術を開発し、また、事象選択方法についてはシミュレーションによる研究によって、有力な選択方式を開発した。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 11件、 招待講演 10件)

  • [国際共同研究] ハイデルベルク大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] CERN(スイス)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Studies of extremely dense matter in heavy-ion collisions at J-PARC2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sako
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A

      巻: 982 ページ: 959-962

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysa.2018.11.027

    • NAID

      120007147035

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Studies of the QCD Phase Diagram with Heavy-Ion Collisions at J-PARC2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sako
    • 雑誌名

      JPS Conf.Proc.

      巻: 20 ページ: 011051-011051

    • DOI

      10.7566/jpscp.20.011051

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prospect of heavy-ion collision experiments at J-PARC2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sako
    • 雑誌名

      CPOD

      巻: 2017 ページ: 028-028

    • DOI

      10.22323/1.311.0028

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prospect of Heavy-ion Collision Experiments at JPARC2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sako
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: CPOD2017 ページ: 028-028

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Basic concept of J-PARC-HI and conceptual detector design for high intensity heavy-ion beam experiments2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sako
    • 学会等名
      ANPHA 2019 Symposium, Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exploring dense baryonic matter and multi strangeness at J PARC2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sako
    • 学会等名
      Quark Matter 2019, Wuhan, China
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LHC Run3に向けた高度化後ALICE-TPCの連続読み出し型データ収集システム2019

    • 著者名/発表者名
      大山健
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Studying extremely dense matter at J-PARC-Heavy-Ion Program (J-PARC-HI)2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sako
    • 学会等名
      The 2018 Korean Physical Society fall meeting, Changwon, Korea
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] J-PARC Heavy-Ion Program2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sako
    • 学会等名
      the 52nd Reimei Workshop “Experimental and Theoretical Hadron Physics: Recent Exciting Developments”, Tokai, Japan
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CRU for FoCaL2019

    • 著者名/発表者名
      Ken Oyama
    • 学会等名
      International Workshop on Forward Physics and Forward Calorimeter Upgrade in ALICE
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Study of high-density baryonic matter at J-PARC2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sako
    • 学会等名
      10th China-Japan Joint Nuclear Physics Symposium (CJNP2018), Huizhou, China
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exploring dense matter with heavy-ion collisions at J-PARC2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sako
    • 学会等名
      International workshop on the project for the extended hadron experimental facility of J-PARC
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Current status of J-PARC2018

    • 著者名/発表者名
      佐甲博之
    • 学会等名
      2017年度 KEK 理論センター J-PARC 分室活動 総括研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 超高レートJ-PARC重イオン衝突実験におけるデータ収集の問題2018

    • 著者名/発表者名
      佐甲博之
    • 学会等名
      異種デバイス高速結合型高密度情報処理システムの展望
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Studies of QCD phase diagram with heavy-ion collisions at J-PARC2017

    • 著者名/発表者名
      佐甲博之
    • 学会等名
      Quarks and Compact Stars 2017
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-02-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prospect of Heavy-ion Collision Experiments at JPARC2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sako
    • 学会等名
      CPOD2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] J-PARC-HIの現状2017

    • 著者名/発表者名
      佐甲博之
    • 学会等名
      J-PARCエネルギー領域重イオン衝突のダイナミクス
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] J-PARC Heavy-Ion Program Overview2016

    • 著者名/発表者名
      H. Sako
    • 学会等名
      Reimei Workshop "Physics of Heavy-Ion Collisions at J-PARC"
    • 発表場所
      J-PARCセンター(茨城県東海村)
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploring QCD phase structures with heavy-ion beams at J-PARC - A future project at J-PARC -2016

    • 著者名/発表者名
      H. Sako
    • 学会等名
      J-PARC workshop 2016: From hadrons to QGP
    • 発表場所
      Inha, Korea
    • 年月日
      2016-06-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-22  

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