| 研究課題/領域番号 |
23K20857
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| 補助金の研究課題番号 |
21H01111 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
越智 敦彦 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (40335419)
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| 研究分担者 |
増渕 達也 東京大学, 素粒子物理国際研究センター, 助教 (20512148)
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| 研究期間 (年度) |
2021 – 2023
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| 研究課題ステータス |
採択後辞退 (2024年度)
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| 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)
2024年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
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| キーワード | 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-PIC / 素粒子実験 / 粒子測定技術 / MPGD / DLC |
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| 研究開始時の研究の概要 |
素粒子の標準理論を超える物理事象の探索手法として、加速器実験における衝突エネルギーと頻度をより高くすることは、最も成果の期待できる手法の一つであり、LHC実験のアップグレードを始めとして次世代の高エネルギー加速器実験の計画が進められています。このためには、粒子線を検出する検出器についても、強い放射線環境下で動作し、なおかつそれをデータとして取得できるものでなければいけません。本研究では、このために高入射粒子許容量と高位置分解能を併せ持つ新型ガス放射線検出器を、微細構造技術、及びダイヤモンドライクカーボン薄膜を使った電極を用いた独自の手法により実現することを目指します。
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| 研究実績の概要 |
本年度は開発を進めていたダイヤモンドライクカーボン(DLC)を用いた低物質量Resistive Plate Chamber (RPC)の開発を主に行った。DLC-RPCはRPC検出器の早い時間応答とDLCの低物質量かつ高レート耐性の性質を併せ持つ新しい検出器であり、ビームライン上に飛来する低エネルギー陽電子を観測するために開発が進められている。
現在まで実験で要求される値を満たすために試作機を作成し改良を続けており、物質量や時間分解能は十分に要求値を満たすことがわかっているが、放射線耐性は調べられておらず、KEKでの高強度X線を用いて性能評価を行った。X線試験では照射前後で波高が20%程度低下することが観測されて、検出効率も約7%減少した。
また、照射後のDLCを詳細に調査し、DLC表面に変性が見られ抵抗値の上昇が観測されたが、表面を洗浄する事で性能が回復する事もわかった。更に詳細な表面の調査でガスに含まれるフッ素が蒸着していることも明らかにした。また、照射後にDLCが剥がれている箇所も観測され、放射線耐性をより綿密に調査する必要性があることがわかった。ガス層の距離を保つために導入しているスペーサー周りが放電の原因になる可能性も観測されて、今後の試作機でスペーサーのデザインの最適化や品質管理を向上させる必要があることも明らかに出来た。これらの結果を踏まえて新型モジュールの設計を進めている。また、DLC-RPCの開発と性能評価をまとめた論文(NIM A 1054 (2023), 168450)を出版した。
さらに、国際会議では次期実験であるFASER II実験で要求される低物質量かつO(100μm)で高レート耐性を持つ飛跡検出器として、MPGDを提案し様々な可能性を検討し議論をすることが出来た。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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