高抵抗素材を用いた次世代高輝度ハドロン衝突実験用粒子線検出器の開発

• 研究課題/領域番号: 23340072
• 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: 神戸大学
• 研究代表者: 越智 敦彦 神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40335419)
• 連携研究者: 藏重 久弥 神戸大学, 大学院理学研究科, 教授 (20205181) ; 山崎 祐司 神戸大学, 大学院理学研究科, 教授 (00311126)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 19,760千円 (直接経費: 15,200千円、間接経費: 4,560千円); 2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2013年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2011年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
• キーワード: 素粒子実験 / 粒子測定技術 / LHC実験 / MPGD / ガス放射線検出器 / μ-PIC / マイクロメガス / ATLAS / ハドロン衝突実験 / マイクロメガス検出器 / スパッタリング

研究成果の概要

本研究課題では、次世代の高輝度ハドロン衝突実験で予想される実験環境下で安定に動作するマイクロパターンガス検出器を開発した。電極部に高抵抗素材を用いることで、独自にデザインした高抵抗電極型μ-PICでは高速中性子環境下の放電確率を3桁以上抑制することに成功した。また、大型かつ微細（2m×50cmの大面積かつ400μmピッチ）のマイクロメガス用高抵抗微細電極を量産する技術開発に成功し、ATLAS 実験の検出器アップグレードに採用されることになった。

研究成果

• [雑誌論文] Carbon Sputtering Technology for MPGD detectors (2014)
  • 著者名/発表者名: Atsuhiko Ochi, Yasuhiro Homma, Yuji Yamazaki, Fumiya Yamane, Tsuyoshi Takemoto, Tatsuo Kawamoto, Yousuke Kataoka, Tatsuya Masubuchi, Yuki Kawanishi, Shingo Terao
  • 雑誌名: Proceedings of Science, TIPP2014 (2014) 351 巻: TIPP2014 ページ: 351-351
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Performance studies of Micro Pixel Chamber for the ATLAS upgrade (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Komai, A. Ochi, Y. Homma, Y. Edo and T. Yamaguchi
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 9 号: 03 ページ: C03010-C03010
  • DOI: 10.1088/1748-0221/8/03/c03010
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Micro Pixel Chamber with resistive electrodes for spark reduction (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Ochi
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 9 号: 01 ページ: C01039-C01039
  • DOI: 10.1088/1748-0221/9/01/c01039
  • 査読あり
• [雑誌論文] MPGD R&D Activities in JAPAN (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Ochi
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 469 ページ: 12005-12005
  • DOI: 10.1088/1742-6596/469/1/012005
• [雑誌論文] Development of Micro Pixel Chamber with resistive electrodes (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ochi
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 7 号: 05 ページ: C05005-C05005
  • DOI: 10.1088/1748-0221/7/05/c05005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Resistive Electrode Gas Electron Multiplier (RE-GEM) (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Yoshikawa, T. Tamagawa
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 7 号: 06 ページ: C06006-C06006
  • DOI: 10.1088/1748-0221/7/06/c06006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutron beam tests for Micro Pixel Chamber (μ-PIC) (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Edo
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 7 号: 07 ページ: C07003-C07003
  • DOI: 10.1088/1748-0221/7/07/c07003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Micro Pixel Chamber for the ATLAS upgrade (2012)
  • 著者名/発表者名: Atsuhiko Ochi
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 37 ページ: 554-560
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2012.02.397
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Micro Pixel Chamber for the ATLAS upgrade
  • 著者名/発表者名: Atsuhiko Ochi, et al
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: (掲載確定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Micro Pixel Chamber with resistive electrodes
  • 著者名/発表者名: Atsuhiko Ochi, et al
  • 雑誌名: JINST 巻: (掲載確定)
  • 査読あり
• [学会発表] LHC-ATLAS実験に向けたMicroMEGAS検出器のCERN-SPS/H4ビームラインを用いた性能評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山根史弥
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-24
• [学会発表] Production of resistive foils for ATLAS/NSW (2015)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: 2nd Academy-Industry Matching Event on Neutron Detection and 15th RD51 Collaboration Meeting
  • 発表場所: CERN、スイス
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-20
• [学会発表] Updates on Resistive foils Production - Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: Muon/NSW Week
  • 発表場所: CERN, スイス
  • 年月日: 2015-03-09 – 2015-03-13
• [学会発表] MicroMEGAS 読み出し回りのresistive foilの特性テスト (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹本強志
  • 学会等名: 第11回マイクロパターンガス検出器研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2014-12-19 – 2014-12-20
• [学会発表] スパッタリングによる炭素薄膜電極を用いたMicroMEGAS検出器の性能評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山根史弥
  • 学会等名: 第11回マイクロパターンガス検出器研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2014-12-19 – 2014-12-20
• [学会発表] RD51報告 (2014)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: 第11回マイクロパターンガス検出器研究会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2014-12-19 – 2014-12-20
• [学会発表] Update on the resistive foils (2014)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: Muon & NSW Week
  • 発表場所: CERN、スイス
  • 年月日: 2014-12-15 – 2014-12-18
• [学会発表] Micro-PIC (2014)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: Lecture series on Micro-Pattern Gaseous Detectors
  • 発表場所: コルカタ、インド
  • 年月日: 2014-10-20 – 2014-10-22
  • 招待講演
• [学会発表] Lecture on Applications of MPGDs (2014)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: Lecture series on Micro-Pattern Gaseous Detectors
  • 発表場所: コルカタ、インド
  • 年月日: 2014-10-20 – 2014-10-22
  • 招待講演
• [学会発表] ATLAS-Micromegas 検出器のための高抵抗電極薄膜の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山根史弥
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 佐賀大学
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-21
• [学会発表] Micro Pattern Gas Detector group at Kobe (2014)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: KUBEC International Workshop on Dark Matter Searches
  • 発表場所: ブリュッセル、ベルギー
  • 年月日: 2014-08-27 – 2014-08-29
  • 招待講演
• [学会発表] Status Report on Experience on resistive foils (2014)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: MicroMEGAS Mechanics Meeting
  • 発表場所: ローマ第三大学、イタリア
  • 年月日: 2014-06-24 – 2014-06-25
• [学会発表] New resistivity control method for carbon sputtering for fast production (2014)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: RD51 mini week
  • 発表場所: CERN、スイス
  • 年月日: 2014-06-16 – 2014-06-19
• [学会発表] Carbon Sputtering Technology for MPGD detectors (2014)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: The Technology and Instrumentation in Particle Physics 2014 (TIPP 2014) conference
  • 発表場所: アムステルダム、オランダ
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-06
• [学会発表] Carbon sputtering technology for ATLAS MicroMEGAS resistive (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Ochi
  • 学会等名: 13th RD51 collaboration meeting
  • 発表場所: CERN, Switzerland
• [学会発表] ATLASアップグレードに向けたMicroMEGASの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山根史弥
  • 学会等名: 20th ICEPP Symposium
  • 発表場所: 長野県白馬村
• [学会発表] MPGD R&D Studies in JAPAN (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Ochi
  • 学会等名: 日本物理学会第69会年次大会、日韓シンポジウム
  • 発表場所: 東海大学
  • 招待講演
• [学会発表] 炭素スパッタリングを用いた抵抗電極を持つMicroMEGASの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹本強志
  • 学会等名: 日本物理学会第69会年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] 高速中性子を用いた新型MicroMEGASの動作テスト (2014)
  • 著者名/発表者名: 山根史弥
  • 学会等名: 日本物理学会第69会年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] Industrialization on Resistive strip deposit (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Ochi
  • 学会等名: New Small Wheel MicroMegas Mechanics and layout Workshop
  • 発表場所: Saclay, France (Remote presentation from Japan)
• [学会発表] New resistive Micromegas electrodes made with vacuum deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Ochi
  • 学会等名: RD51 mini workshop
  • 発表場所: CERN, Switzerland
• [学会発表] R & D activities of MPGD in JAPAN (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Ochi
  • 学会等名: 4th Workshop on Directional Detection of Dark Matter (CYGNUS2013)
  • 発表場所: 富山, 日本
  • 招待講演
• [学会発表] Micro Pixel Chamber with resistive electrodes for spark reduction (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Ochi
  • 学会等名: 3rd International Conference on Micro Pattern Gaseous Detectors (MPGD2013)
  • 発表場所: Zaragoza, Spain
• [学会発表] Development of Micromegas using sputtered resistive electrodes for ATLAS upgrade (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Ochi
  • 学会等名: 11th RD51 collaboration meeting
  • 発表場所: Zaragoza, Spain
• [学会発表] スパッタリングによる高抵抗薄膜電極を用いたMPGDの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 高知大学
• [学会発表] Resistive Strips Preparation with carbon sputtering (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Ochi
  • 学会等名: ATLAS upgrade week / MicroMEGAS General Meeting
  • 発表場所: CERN, Switzerland
• [学会発表] ATLAS アップグレードに向けた MicroMEGAS の性能評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山根史弥
  • 学会等名: 第10回マイクロパターンガス検出器研究会
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] 炭素スパッタリングを用いた抵抗電極をもつ MicroMEGAS の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 竹本強志
  • 学会等名: 第10回マイクロパターンガス検出器研究会
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] MPGD開発の世界の動向 (2013)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: 第10回マイクロパターンガス検出器研究会
  • 発表場所: 京都大学
  • 招待講演
• [学会発表] 高抵抗陰極型μ-PICの電場及び構造の最適化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学
• [学会発表] 高抵抗陰極及び容量性読み出しを用いたμ-PICの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口貴弘
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] ハドロン衝突実験の高輝度化に向けたμ-PIC開発のための高速中性子照射試験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 駒井英俊
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] ATLASアップグレードに向けたμ-PICの動作特性の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江戸勇樹
  • 学会等名: GEM研究会2011
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2012-03-02
• [学会発表] Development and tests of Micro pixel chamber with resistive cathode and capacitive readout (2012)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: 9th RD51 Collaboration Meeting
  • 発表場所: スイス、ジュネーブ(CERN)
  • 年月日: 2012-02-21
• [学会発表] MPGD Activity in JAPAN (2012)
  • 著者名/発表者名: 越智敏彦
  • 学会等名: Asian Forum for Accelerators and Detectors (AFAD2012)
  • 発表場所: インド、コルカタ(VECC)(招待講演)
  • 年月日: 2012-02-06
• [学会発表] Developments and tests of Micro Pixel Chamber with Resistive Cathode (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ochi
  • 学会等名: 10th RD51 MPGD Workshop collaboration meeting
  • 発表場所: Stony Brook Univ., NY, USA
• [学会発表] New Development of μ-PIC with Resistive Cathode and Capacitive Readout (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ochi
  • 学会等名: 2012 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
  • 発表場所: Anaheim, CA, USA
• [学会発表] 高抵抗電極を用いた放電抑制型μ-PICの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: 日本物理学会2012年秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] 高抵抗陰極及び容量性読み出しを用いたμ-PICの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口貴弘
  • 学会等名: 2012年 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] ATLAS アップグレードに向けたMicroMEGAS と μ-PIC の性能評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江戸勇樹
  • 学会等名: 第９回マイクロパターンガス検出器研究会
  • 発表場所: 長崎総合科学大学
• [学会発表] ハドロン衝突実験に向けたμ-PICの読み出し回路の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口貴弘
  • 学会等名: 第９回マイクロパターンガス検出器研究会
  • 発表場所: 長崎総合科学大学
• [学会発表] 高抵抗陰極を用いた内層読出型μ-PICの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 駒井英俊
  • 学会等名: 第９回マイクロパターンガス検出器研究会
  • 発表場所: 長崎総合科学大学
• [学会発表] ATLAS upgradeに向けたμ-PICの7MeV中性子照射試験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 江戸勇樹
  • 学会等名: 第8回マイクロパターンガス検出器研究会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] 放電抑制型μ-PICの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 駒井英俊
  • 学会等名: 第8回マイクロパターンガス検出器研究会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] 次世代ハドロン衝突実験に向けたμ-PICの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 駒井英俊
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 弘前大学
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] Development of Micro Pixel Chamber with higher resistive electrodes (2011)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: 2nd International Conference on Micro Pattern Gaseous Detectors (MPGD2011)
  • 発表場所: 日本、神戸
  • 年月日: 2011-08-31
• [学会発表] Performance studies of Micro Pixel Chamber for ATLAS (2011)
  • 著者名/発表者名: 駒井英俊
  • 学会等名: 2nd International Conference on Micro Pattern Gaseous Detectors (MPGD2011)
  • 発表場所: 日本、神戸
  • 年月日: 2011-08-30
• [学会発表] Fast neutron beam test for Micro Pixel Chamber (2011)
  • 著者名/発表者名: 山口貴弘、江戸勇樹
  • 学会等名: 2nd International Conference on Micro Pattern Gaseous Detectors (MPGD2011)
  • 発表場所: 日本、神戸
  • 年月日: 2011-08-29
• [学会発表] MuPIC detector development update (2011)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: ATLAS Muon Week
  • 発表場所: スイス、ジュネーブ(CERN)
  • 年月日: 2011-07-05
• [学会発表] Development of Micro Pixel Chamber for ATLAS upgrade (2011)
  • 著者名/発表者名: 越智敦彦
  • 学会等名: 2nd International Conference on Technology and Instrumentation in Particle Physics (TIPP2011)
  • 発表場所: アメリカ合衆国、シカゴ
  • 年月日: 2011-06-13
• [備考] 神戸大学 μ-PIC グループ
  • URL: http://ppwww.phys.sci.kobe-u.ac.jp/~upic/
• [備考] 神戸大学μ-PICグループ
  • URL: http://ppwww.phys.sci.kobe-u.ac.jp/~upic/
• [備考]
  • URL: http://ppwww.phys.sci.kobe-u.ac.jp/~upic/