大型水チェレンコフ検出器実現に向けた新型ハイブリッド光検出器の実証試験

• 研究課題/領域番号: 25707016
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 西村 康宏 東京大学, 宇宙線研究所, 特任助教 (40648119)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円); 2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2014年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2013年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
• キーワード: 素粒子実験 / 宇宙線 / 光検出器 / ニュートリノ / 半導体光検出器 / チェレンコフ光検出器 / ハイパーカミオカンデ / スーパーカミオカンデ / 半導体検出器 / チェレンコフ検出器

研究成果の概要

次世代大型水チェレンコフ検出器として提案されたハイパー・カミオカンデの性能を高めるため、新型ハイブリッド光検出器(HPD)を開発し、その実証試験を行った。長期使用に際して大きな問題がないか確認するため、まず20 cm径のHPDを開発して、8本を200トン水チェレンコフ検出器に取り付け、2年以上にわたって測定した。プリアンプ回路を開発して、HPDの50 cm大口径化にも成功し、一光電子検出が可能な非常に良い分機能を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Development of Hybrid Photo-detectors for the Hyper-Kamiokande Experiment (2014)
  • 著者名/発表者名: Seiko Hirota, Yasuhiro Nishimura, Shoei Nakayama, Isao Kametani, Masato Shiozawa, Yoichiro Suzuki, Hiroyuki Sekiya, Masayuki Nakahata, Yoshinari Hayato, Yuto Haga, Makoto Miura, Atsuko Ichikawa, Motoyasu Ikeda, Tsuyoshi Nakaya, Akihiro Minamino, Keiji Tateishi, Hiroaki Aihara, Yusuke Suda, Masashi Yokoyama, et al.
  • 雑誌名: Nuclear Physics B - Proceedings Supplements 巻: 253-255 ページ: 208-209
  • DOI: 10.1016/j.nuclphysbps.2014.09.052
  • 査読あり
• [雑誌論文] The development of a hybrid photo-detector (HPD) for the Hyper-Kamiokande project (2013)
  • 著者名/発表者名: Seiko Hirota, Yasuhiro Nishimura, et al.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A 巻: 732 ページ: 303-305
  • DOI: 10.1016/j.nima.2013.05.122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development and measurement of new large-aperture photodetectors for Hyper-Kamiokande (2013)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Nishimura, Yoshinari Hayato, Seiko Hirota, Isao Kametani, Masayuki Nakahata, Tsuyoshi Nakaya, Shoei Nakayama, Masato Shiozawa, Yusuke Suda, Hidekazu Tanaka, Keisuke Tateishi, Masashi Yokoyama
  • 雑誌名: Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC), 2013 IEEE 巻: - ページ: 1-5
  • DOI: 10.1109/nssmic.2013.6829483
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] New 50 cm Photo-Detectors for Hyper-Kamiokande (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Nishimura
  • 学会等名: 38th International Confrence On High Energy Physics
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2016-08-04
  • 国際学会
• [学会発表] Hyper-Kamiokande Research and Development (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Nishimura
  • 学会等名: International Workshop for the Next Generation Nucleon Decay and Neutrino Detector (NNN15)
  • 発表場所: Stony Brook University, USA
  • 年月日: 2015-10-28
  • 国際学会
• [学会発表] The development and performance evaluation of a hybrid photo-detector for Hyper-Kamiokande (2015)
  • 著者名/発表者名: Miao Jiang
  • 学会等名: The international workshop on future potential of high intensity proton accelerator for particle and nuclear physics
  • 発表場所: 茨城県東海村
  • 年月日: 2015-10-13
  • 国際学会
• [学会発表] ハイパーカミオカンデに向けた新型高性能光検出器の水中実証試験 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村康宏
  • 学会等名: 日本物理学会 2015年秋季大会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] ハイパーカミオカンデに向けた大口径ハイブリッド型光検出器の開発と性能評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: Miao Jiang
  • 学会等名: 日本物理学会 2015年秋季大会
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] A Test of New Large Aperture Photodetectors in a Water Cherenkov Detector (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Nishimura
  • 学会等名: International Conference on New Photo-detectors 2015
  • 発表場所: Troitsk, Russia
  • 年月日: 2015-07-07
  • 国際学会
• [学会発表] The development and performance evaluation of a hybrid photo-detector for Hyper-Kamiokande (2015)
  • 著者名/発表者名: Miao Jiang
  • 学会等名: International Conference on New Photo-detectors 2015
  • 発表場所: Troitsk, Russia
  • 年月日: 2015-07-07
  • 国際学会
• [学会発表] ハイパーカミオカンデに向けた改良型の大口径ハイブリッド型光検出器の開発進捗と性能評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 江淼
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-24
• [学会発表] ハイパーカミオカンデ検出器のシミュレーション開発と新型光センサによる性能改善評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡島裕治
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 早稲田大学（東京都新宿区）
  • 年月日: 2015-03-22
• [学会発表] Photodetector Development for Hyper-Kamiokande (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Nishimura
  • 学会等名: Advances in Neutrino Technology 2014 (ANT 2014)
  • 発表場所: Los Angeles, CA（U.S.A.）
  • 年月日: 2014-09-22
  • 招待講演
• [学会発表] 新型50cm径光検出器の開発と試験 (2014)
  • 著者名/発表者名: 須田祐介
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 佐賀大学（佐賀県佐賀市）
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] ハイパーカミオカンデに向けた大口径ハイブリッド型光検出器の特性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 江淼
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 佐賀大学（佐賀県佐賀市）
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] ハイパーカミオカンデ用新型大口径光検出器の水チェレンコフ光検出器中における実証試験 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西村康宏
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 佐賀大学（佐賀県佐賀市）
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] Temperature Dependence Measurement of a Hybrid Photo-Detector for Hyper-Kamiokande (2014)
  • 著者名/発表者名: Miao Jiang
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Science at J-PARC (J-PARC 2014)
  • 発表場所: Tsukuba International Congress Center（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2014-07-13
• [学会発表] Development of the Hyper-Kamiokande detector (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Nishimura
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Science at J-PARC (J-PARC 2014)
  • 発表場所: Tsukuba International Congress Center（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2014-07-13
• [学会発表] Development of New Large-Aperture Photodetectors for Hyper-Kamiokande (2014)
  • 著者名/発表者名: Shoei Nakayama
  • 学会等名: 7th International Conference on New Developments In Photodetection (NDIP14)
  • 発表場所: Tours（France）
  • 年月日: 2014-07-03
• [学会発表] Performance Evaluation of 50-cm Photodetectors for Hyper-Kamiokande (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuji Okajima
  • 学会等名: Neutrino2014
  • 発表場所: Boston（U.S.A.）
  • 年月日: 2014-06-06
• [学会発表] Viability Test of 20-cm Hybrid Photodetector in a Water Cherenkov Detector (2014)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Nishimura
  • 学会等名: Neutrino2014
  • 発表場所: Boston（U.S.A.）
  • 年月日: 2014-06-03
• [学会発表] Performance evaluation of new photodetectors for Hyper-Kamiokande (2014)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Suda
  • 学会等名: The third Technology and Instrumentation in Particle Physics (TIPP14)
  • 発表場所: Amsterdam（Netherlands）
  • 年月日: 2014-06-03
• [学会発表] ハイパーカミオカンデに向けたハイブリッド型光検出器の温度依存性測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 江淼
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス（神奈川県平塚市）
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] ハイパーカミオカンデに向けた新型光センサの実証試験における安定性と検出効率評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡島裕治
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス（神奈川県平塚市）
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] ハイブリッド型光検出器の詳細評価と水タンク内における性能測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 須田祐介
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス（神奈川県平塚市）
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] ハイパーカミオカンデに向けた新型光センサの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡島裕治
  • 学会等名: 20th ICEPP Symposium
  • 発表場所: 長野県北安曇郡白馬村
  • 年月日: 2014-02-25
• [学会発表] ハイパーカミオカンデ用光センサー開発の現状 (2013)
  • 著者名/発表者名: 須田祐介
  • 学会等名: 新学術領域研究「ニュートリノフロンティア」研究会
  • 発表場所: クロス・ウェーブ府中（東京都府中市）
  • 年月日: 2013-12-08
• [学会発表] Performance Evaluation of the Large-Aperture Hybrid Photo-Detector (2013)
  • 著者名/発表者名: 須田祐介
  • 学会等名: 8th International Workshop on Ring Imaging Cherenkov Detectors
  • 発表場所: 神奈川県湘南国際村センター（神奈川県三浦郡）
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] New large aperture, hybrid photo-detector and photomultiplier tubes for gigantic water Cherenkov ring imaging detectors (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣田誠子
  • 学会等名: 8th International Workshop on Ring Imaging Cherenkov Detectors
  • 発表場所: 神奈川県湘南国際村センター（神奈川県三浦郡）
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] Development and proof-test of new large-aperture photo-detectors for a gigantic Cherenkov detector (2013)
  • 著者名/発表者名: 西村康宏
  • 学会等名: The 14th International Workshop on Next generation Nucleon Decay and Neutrino Detectors
  • 発表場所: 東京大学カブリ数物連携宇宙研究機構（千葉県柏市）
  • 年月日: 2013-11-11
• [学会発表] Performance Evaluation of the 8-inch Hybrid Photo-Detector (2013)
  • 著者名/発表者名: 須田祐介
  • 学会等名: The 14th International Workshop on Next generation Nucleon Decay and Neutrino Detectors
  • 発表場所: 東京大学カブリ数物連携宇宙研究機構（千葉県柏市）
  • 年月日: 2013-11-11
• [学会発表] Development and Measurement of New Large-Aperture Photodetectors for Hyper-Kamiokande (2013)
  • 著者名/発表者名: 西村康宏
  • 学会等名: 2013 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference
  • 発表場所: Seoul（Korea）
  • 年月日: 2013-10-30
• [学会発表] ハイパーカミオカンデに向けたハイブリッド光検出器の実証試験 経過報告 (2013)
  • 著者名/発表者名: 須田祐介
  • 学会等名: 日本物理学会2013年秋季大会
  • 発表場所: 高知大学 （高知県高知市）
  • 年月日: 2013-09-21
• [備考] 水チェレンコフ検出器における光センサー
  • URL: http://www.hyper-k.org/detector/sensor.html