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次世代マイクロパターンガス検出器の研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 18H01223
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
研究機関東京大学

研究代表者

増渕 達也  東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助教 (20512148)

研究分担者 越智 敦彦  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (40335419)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワードMPGD / ガス検出器 / ミューオン / マイクロパターンガス検出器 / ミューオン検出器 / ダイヤモンドライクカーボン / 高エネルギー実験 / μ-RWELL / マイクロパターン / 高抵抗薄膜 / 高抵抗フォイル
研究成果の概要

本研究では、次世代のマイクロパターンガス検出器(MPGD)を用いたミューオン検出器の候補として有望と考えている、micro-Resistive WELL(μ-RWELL)の開発研究を行った。また、MPGDのアノード部となる重要部品である高抵抗層をDiamond-Like-Carbon(DLC)を使用し、その抵抗値の安定性や狙った抵抗値を得るための製作技術の研究開発も行った。さらに、もう一つの有望な検出器の候補である、μ-PICもDLCを用いて製造し、性能評価や放射線耐性を調査した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、次世代高エネルギー実験のミューオン検出器として実用可能な、MPGD検出器(μ-RWELL, μ-PIC)をDiamond-Like-Carbon(DLC)高抵抗薄膜を用いて製作し、検出器の性能評価や高放射線下での動作試験などを行っている。大面積の検出器を作るためにはDLCの抵抗値の安定化や一様性などが検出器の性能を決めるといっても過言ではなく、安定製造に関する様々なパラメータでDLCを製造し、知見を得られた学術的意義は大きい。また、μ-RWELL検出器は、構造が他のMPGD検出器と比べて簡単であり、検出器を製造し、動作試験を行った意義は大きい。

報告書

(5件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 10件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] 欧州原子核研究機構(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 欧州原子核研究機構(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] A detailed map of Higgs boson interactions by the ATLAS experiment ten years after the discovery2022

    • 著者名/発表者名
      ATLAS Collaboration
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 607 号: 7917 ページ: 52-59

    • DOI

      10.1038/s41586-022-04893-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurements of WH and ZH production in the H->bbbar decay channel in pp collisions at 13TeV with the ATLAS detector2021

    • 著者名/発表者名
      T.Masubuchi, A. Ochi, et al.
    • 雑誌名

      The European Physical Journal C

      巻: 81 号: 2 ページ: 178-178

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-020-08677-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Development and performance tests of μ-PIC with DLC electrodes2020

    • 著者名/発表者名
      Ochi A.、Yamane F.、Ishitobi Y.、Setsuda H.
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1498 号: 1 ページ: 012001-012001

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1498/1/012001

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] High space resolution μ-RWELL for high rate applications2020

    • 著者名/発表者名
      Bencivenni G.、Felici G.、Gatta M.、Giovannetti M.、Morello G.、Poli Lener M.、de Oliveira R.、Ochi A.、Tskhadadze E.
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1498 号: 1 ページ: 012003-012003

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1498/1/012003

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of the Micro Pixel Chamber with DLC cathodes2020

    • 著者名/発表者名
      Yamane Fumiya、Ochi Atsuhiko、Matayoshi Kohei、Ogawa Keisuke、Ishitobi Yusuke
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 951 ページ: 162938-162938

    • DOI

      10.1016/j.nima.2019.162938

    • NAID

      120006799294

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Resistive μ-PICの増幅率変化の電極抵抗率依存性に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      山下翼
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Precision manufacturing techniques (electrical and mechanical properties of detector components), additive manufacturing and new materials (low mass, radio-purity)2021

    • 著者名/発表者名
      Atsuhiko Ochi
    • 学会等名
      ECFA Detector R&D Roadmap Symposium of Task Force 1 Gaseous Detectors
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 表面抵抗率の異なるDLCを用いたresistive μ-picの増幅率及び特性の時間変化の測定2021

    • 著者名/発表者名
      谷口大悟
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 多チャンネル読み出しを用いたDLCμ-PICの性能評価と高レート中性子下のイメージング性能評価2021

    • 著者名/発表者名
      長崎大智
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] RD51活動報告とMPGD国際会議のご案内2021

    • 著者名/発表者名
      越智敦彦
    • 学会等名
      MPGD&Active媒質TPC2021研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] SRSシステム(APV25, VMM3a)を用いたDLCμ-PICの性能測定2021

    • 著者名/発表者名
      長崎大智
    • 学会等名
      MPGD&Active媒質TPC2021研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] DLCを用いたResistive μ-PICの電極構造と絶縁素材の改良2021

    • 著者名/発表者名
      山下翼
    • 学会等名
      MPGD&Active媒質TPC2021研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Resistive μ-PICの増幅率のガス依存性および最適電極構造の研究2021

    • 著者名/発表者名
      高橋真斗
    • 学会等名
      MPGD&Active媒質TPC2021研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 表面抵抗率の異なるDLCを用いたresitive μ-PICの開発と改良及び性能評価2021

    • 著者名/発表者名
      谷口 大悟
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] RD51報告及びMPGD2021国際会議の案内2020

    • 著者名/発表者名
      越智 敦彦
    • 学会等名
      MPGD&Active媒質TPC2020研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高速中性子に対する抵抗電極μ-PICの動作の抵抗値依存性2020

    • 著者名/発表者名
      長崎 大智
    • 学会等名
      MPGD&Active媒質TPC2020研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 表面抵抗率の異なるDLCを用いた resistive μ-PICの基本性能の評価2020

    • 著者名/発表者名
      谷口 大悟
    • 学会等名
      MPGD&Active媒質TPC2020研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Resistive foils - last batch and last tests2020

    • 著者名/発表者名
      越智 敦彦
    • 学会等名
      ATLAS Muon Week
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development and performance tests of mu-PIC with DLC electrodes2019

    • 著者名/発表者名
      越智 敦彦
    • 学会等名
      6th International Conference on Micro Pattern Gaseous Detectors (MPGD2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Past Experience with DLC and Workshop Goals2019

    • 著者名/発表者名
      越智 敦彦
    • 学会等名
      Workshop on Resistive Coatings for Gaseous Detectors (RCGD2019)
    • 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] Micro-patterning techniques for DLC layers in MicroMegas and uPic detectors2019

    • 著者名/発表者名
      越智 敦彦
    • 学会等名
      Workshop on Resistive Coatings for Gaseous Detectors (RCGD2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Industrialization of the DLC deposition process2019

    • 著者名/発表者名
      越智 敦彦
    • 学会等名
      Workshop on Resistive Coatings for Gaseous Detectors (RCGD2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MPGD R&D at Kobe2019

    • 著者名/発表者名
      越智 敦彦
    • 学会等名
      International Workshop on Dark Matter Searches
    • 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] LTCC μ-PICの基本性能測定2019

    • 著者名/発表者名
      説田暉
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会, 2019年9月18日, 山形大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Testbeam for resistive μ-PIC2018

    • 著者名/発表者名
      越智敦彦
    • 学会等名
      RD51 Collaboration meeting and "MPGD Stability" workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Testbeam for resistive μ-PIC (results)2018

    • 著者名/発表者名
      越智敦彦
    • 学会等名
      RD51 Collaboration meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Introduction to Resistive DLC Collaboration2018

    • 著者名/発表者名
      越智敦彦
    • 学会等名
      RD51 mini week
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CERN H4 ビームラインを用いたDLC μ-PICの性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      石飛由介
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会(信州大学)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CERN H4 ビームラインにおける resistive μ-PICの性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      石飛由介
    • 学会等名
      第15回 MPGD研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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