ミュー粒子電子転換過程探索実験のための真空中で動作可能な飛跡検出器の開発研究

• 研究課題/領域番号: 25707021
• 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: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 西口 創 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教 (10534810)
• 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: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2013年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
• キーワード: 粒子検出器技術 / ガス検出器 / 真空技術 / ミュー粒子 / 大統一理論 / 素粒子実験 / 粒子測定技術 / 飛跡検出器 / ミューオン

研究成果の概要

素粒子標準理論を超える新物理に優れた感度を有するミュー粒子電子転換過程探索では、105MeV電子が信号事象となるため、低エネルギーの荷電粒子を高精度で検出する必要がある。そこで、20ミクロンという極めて薄いポリマー膜の導電性ストローを開発、これに高電圧を印加するワイヤを実装して、薄膜ストローチェンバーを開発した。更に、ストロー成形の際に超音波溶着技術を応用して、ストローからのガス漏洩を極限まで低減することに成功、このストローチェンバーを真空中で運用することで、究極の軽量化飛跡検出器を実現した。ミュー粒子電子転換過程探索実験で必要とされる飛跡検出器技術は、本研究でその全てを実現することが出来た。

研究成果

• [国際共同研究] Joint Institute for Nuclear Research(ロシア連邦)
• [学会発表] COMET実験用ストローチューブ飛跡検出器の研究開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中聡一
  • 学会等名: 日本物理学会第71回年次大会
  • 発表場所: 東北学院大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Development of an extremely thin-wall straw tracker operational in vacuum - The COMET Straw Tracker System - (2016)
  • 著者名/発表者名: 西口創
  • 学会等名: The 14th Vienna Conference on Instrumentation
  • 発表場所: ウィーン（オーストリア）
  • 年月日: 2016-02-15
  • 国際学会
• [学会発表] J-PARC COMET実験用ストローチューブ飛跡検出器のプロトタイプ性能評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中聡一
  • 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（大阪府・大阪市）
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] J-PARC COMET実験用ストローチューブ飛跡検出器の基礎特性研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中 聡一
  • 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] The COMET Straw Tracker System (2014)
  • 著者名/発表者名: Hajime Nishiguchi
  • 学会等名: TIPPP2014 - Third International Conference on Technology and Instrumentation in Particle Physics
  • 発表場所: アムステルダム（オランダ）
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [学会発表] The COMET Straw Tracker System (2014)
  • 著者名/発表者名: 西口創
  • 学会等名: 3rd Technology and Instrumentation in Particle Physics conference (TIPP2014)
  • 発表場所: アムステルダム（オランダ）
• [備考] 素粒子検出器の温故知新・真空中で動作可能な飛跡検出器で実現するCOMET実験
  • URL: https://www2.kek.jp/ipns/articles/comet-straw-chamber/index.html
• [備考] KEK素粒子原子核研究所・トピックス・平成26年度「小柴賞」を西口創助教が受賞しました
  • URL: http://www2.kek.jp/ipns/news/koshiba-prize-2015/index.html