大型ハドロンコライダーLHCによるTeV領域の素粒子物理の実験

1997 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 08044101
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 岩崎 博行 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教授 (40151724)
• 研究分担者: 神前 純一 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (60169787) ; 海野 義信 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教授 (40151956) ; 新井 康夫 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (90167990) ; 尼子 勝哉 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教授 (50044772) ; 近藤 敬比古 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (30150006) ; KOBAYASHI Tomio Univ.of Tokyo, ICEPP,Professor (50126059) ; TAKEDA Hiroshi Kobe Univ., Physics, Professor (30126114)
• 研究期間 (年度): 1996 – 1997
• キーワード: アトラス実験装置 / LHC計画 / 高エネルギー素粒子実験 / CERN / シリコン半導体検出器 / 超伝導ソレノイド / トリガー装置 / オブジェクト指向ソフトウェア

研究概要

欧州合同原子核研究機構(CERN)の大型ハドロン衝突型加速器(LHC)計画は1994年12月に正式に承認され、現在の加速器完成予定は2005年である。この加速器を使って物理実験を行うATLAS実験も正式に承認され建設へ向けて準備が進められている。1TeVのエネルギー領域では、ヒッグス粒子や超対称性粒子の発見など素粒子物理学の本質的発展が期待されるが、このエネルギー領域に到達できるハドロン衝突型加速器としてはLHC計画が唯一建設進行中のものである。我々は当科学研究費補助金をもとにATLAS実験の装置建設に関する国際共同研究を33ケ国の研究者と共に進めてきた。日本グループは次のような開発研究を行った。
1.ミューオン検出装置とトリガーシステム
2.シリコン検出器
3.超伝導ソレノイド電磁石
4.高速データ処理
5.物理解析の為の関連ソフト
ミューオン検出装置とシリコン検出器に関しては詳細設計提案書を共同研究者と共に作成した。これらの提案は評価委員会により承認され建設を進めることが認められた。超伝導ソレノイド電磁石に関しては全責任を日本グループが担っており、詳細設計も認められ現在まさに建設中である。トリガーシステムと高速データ処理は詳細設計が進められている段階である。物理解析の為の関連ソフトではオブジェクト指向技術を取り入れたソフトの開発を行った。特に「GEANT4」に関しては日本グループの貢献が非常に高く評価されている。これら全ての開発研究においては他の共同研究者との綿密な議論や意見交換が不可欠であり、当科学研究費補助金によりそのようなことが可能となった。

研究成果

• [文献書誌] K.Amako: "The software development proces in worldwide collaborations" Nuclear Physics B (Proc.Suppl.). 61B. 669-673 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Haruyama, O.Araoka, Y.Doi, K.Kasami,Y.: "PRESSURE DROP OF TWO PHASE HELIUM FLOWING IN A LARGE SOLENOIDAL MAGNET COOLING PATH AND A LONG TRANSFER LINE." Cryogenics. 36. 465 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Arai,et al.: "Time Memory Cell VLSI for the PHENIX Drift Chamber" IEEE,Proceed.of 1997 IEEE Nuclear Scinece Symposium. (印刷中). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Arai,et al.: "TDC Architecture Study for the ATLAS Muon Tracker" KEK Preprint. 97-177. (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 尼子 勝哉: "大型陽子・陽子衝突型加速器(LHC)計画とその物理" 日本物理学会誌. Vol.52, No.7. 508-516 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Amako et al.: "GEANT4:Simulation for the next generation of HEP experimets" Proceedings of the International Conference on Computing in High Energy Physics '95. 147 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M.Kawaguti et al.: "3D Graphic Modules for Modeling,Visualization and Analysis" Proceedings of the International Conference on Computing in High Energy Physics '95 Published by World Scinetific Inc.196 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Amako: "Distributed Software Development in GEANT4 Project" International LHC Computing Workshop at Padova Italy. (作成中). (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] S.Terada、H.Iwasaki, T.Kohriki et al.: "Proton irradiation on p-bilk silicon strip detectors using 12 GeV PS at KEK" Nuclear Instruments & Methods in Physics Research. A383. 159-165 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Ohsugi, Y.Iwata, H.Ohyama et al.: "Micro-discharge noise and radiation damage of silicon microstrip sensors" Nuclear Instruments & Methods in Physics Research. A383. 166-173 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H.F.-W.Sadrozinski et al.: "Monitoring the performance of silicon detectors with binary readout in the ATLAS beam test" Nuclear Instruments & Methods in Physics Research. A383. 245-251 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hideki Shirasu, Yasuo Arai, Masahiro Ikeno,: "A VME 32-CHANNEL PIPELINE TDC MODULE WITH TMC LSIS" IEEE Trans.Nucl.Sci.43. 1799-1803 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Arai and J.Christiansen: "Requirements and Specifications of the TDC for the ATLAS Precision Muon Tracker" ATLAS Internal Note,MUON. draft. 1-36 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Kohriki, T.Kondo, H.Iwasaki, S.Terada,Y.: "First Observation of Thermnal Runaway in the Radiation Damaged Silcion Detector" IEEE Trans.Nucl.Sci.43. 1200-1202 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Unno, M.Takahata, H.Maeohmichi et al.: "Beam Tests of a Double Sided Silicon Strip Detector with Fast Binary Readout Electronics before and After Proton Irradiation" Nuclear Instruments & Methods in Physics Research. A383. 211-222 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] A.Yamamoto et al.: "Conceptual design report of ATLAS superconducting solenoid" ATLAS-Internal-Note、TECH. 020. 1-76 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Unno, Y.Iwata, T.Ohsugi, S.Terada, H.: "NEW LASER TEST STAND FOR SIMULATING CHARGED PARTICLE TRACKS." Nuclear Instruments & Methods in Physics Research. A383. 238-244 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Unno, T.Kohriki, T.Kondoet al.,: "CHARACTERIZATION OF AN IRRADIATED DOUBLE SIDED SILICON STRIP DETECTOR WITH FAST BINARY READOUT ELECTRONICS IN A PION" IEEE Trans.Nucl.Sci.43. 1175-1179 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Nagasaka, M.Nomachi, O.Sasaki,M. Tairadate: "PERFORMANCE ANALYSIS OF A SWITCH TYPE EVENT BUILDER WITH GLOBAL TRAFFIC CONTROL SYSTEM." IEEE Trans.Nucl.Sci.43. 99-103 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Nagasaka, M.Nomachi, O.Sasaki,A.: "STABILITY OF COHERENT DATA TRAFFIC IN A SWITCHING NETWORK." IEEE Trans.Nucl.Sci.43. 85-89 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Kondo,et al.: "First Observation of Thermnal Runaway in the Radiation Damaged Silcion Detector," IEEE Trans.Nucl.Sci.43. 1200-1202 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Unno,et al: "Beam Tests of a Double Sided Silicon Strip Detector with Fast Binary Readout Electronics before and After Proton Irradiation," Nucl.Instrum.Meth.A383. 211-222 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Unno,et al: "Proton Irradiation on P Bulk Silcion Strip Detectors using 12-GeV PS at KEK," Nucl.Instrum.Meth.A383. 159 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Kondo,et al: "Conceptual design report of ATLAS superconducting solenoid," ATLAS-Internal-Note,. TECH-NO-020,. (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K Amano et al.: "GEANT4:an Object-Oriented toolkit for simulation in HEP" CERN LCRB Status Report. CERN/DRDC/95-. 1-35 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 尼子 勝哉: "GEANT4-国際協力プロジェクト" データ処理ニュース 高エネルギー物理学研究所. KEK/cc/CN Vol.19. 18 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Arai, M.Asai, E.Barberio et al.: "TIMING OPTIMIZATION OF THIN GAP CHAMBERS FOR THE USE IN THE ATLAS MUON ENDCAP TRIGGER." Nuclear Instruments & Methods in Physics Research. A367. 398-401 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Unno,et al.: "Signal-to-noise in Silicon Microstrip Detectors with Binary Readout" IEEE Trans.Nucl.Sci.42. 445-450 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Unno,et al.: "Development of a Prototype Thin Superconducting Solenoid Magnet for SDC detector," IEEE Trans.Appl.Superc.849-852 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] O.Sasaki: "Front-End Electronics fot he Thin Gap Chambers (TGC) in ATLAS forward muon trigger system" Proceedings of the 2nd Workshop on Electronics for LHC Experiments, September 23-27. 298-303 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Fukui: "Studies on aging effects and rate dependence of Thin Gap Chambers" Vienna Wire Chamber Conference '98, February 23-27, to appear in Nucl.Instr.and Megh.A. (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Shirasu: "VME 32 ch Pipeline TDC Module with TMC LSIs" IEEE Trans.Nucl.Sci.Vol.43. 1799-1803 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Arai: "TDC Architecture Study for the ATLAS Muon Tracker" Proceedings of the 3rd Workshop on Electronics for LHC Experiments, September 22-26. CERN/LHC/97-60. 315-319 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Arai: "Time Memory Cell VLSI for PHENIX Drift Chamber" to appear in IEEE Trans.Nucl.Sci.Vol.45. (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S.Terada: "Proton irradiation on p-bulk silicon strip detectors using 12-GeV PS at KEK" Nucl.Instr.and Meth.A383. 159-165 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Ohsugi: "Micro-discharge noise and radiation damage of silicon microstrip sensors" Nucl.Instr.and Meth.A383. 166-173 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Dubbs: "Efficiency and noise measurements of non-uniformly irradiated double-sided silicon strip detectors" Nucl.Instr.and Meth.A383. 174-178 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Unno: "Beam tests of a double-sided silicon strip detector with fast binary readout electronics before and after proton-irradiation" Nucl.Instr.and Meth.A383. 211-222 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Unno: "A new laser test stand for simulating charged-particle tracks" Nucl.Instr.and Meth.A383. 238-244 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.F.-W.Sadrozinski: "Monitoring the performance of silicon detectors with binary readout in the ATLAS beam test" Nucl.Instr.and Meth.A383. 245-251 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Kohriki: "First Observation of Thermal Runaway in the Radiation Damaged Silicon Detector" IEEE Trans.Nucl.Sci.Vol.43. 1200-1202 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Unno: "Characterization of an Irradiated Double-sided Silicon Strip Detector with Fast Binary Readout Electronics in a Pion Beam" IEEE Trans.Nucl.Sci.Vol.43. 1175-1179 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Unno: "Beam Test of a Large Area n-on-n Silicon Strip Detector with Fast Binary Readout Electronics" IEEE Trans.Nucl.Sci.Vol.44. 736-742 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] J.DeWitt: "Test results on silicon micro-strip detectors for ATLAS" Nucl.Instr.and Meth.A386. 122-128 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] F.Albiol: "Performance of the ATLAS silicon strip detector modules" Nucl.Instr.and Meth.A403. 247-255 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Wenaus: "GEAMT4 : An Objected-Oriented Toolkit for Simulation in HEP" CERN/LHCC/97-40, LCB Status Report. RD44. 10 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Nagamatsu: "Experience of Prototyping Tcl/tk-based GUI for Geant4 ; an Object-Oriented Toolkit for Simulation in High Energy Physics" Proceedings of the Fifth Annual Tel/Tk Workshop '97. 187 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Amako: "The software development process in worldwide collaborations" Nucl.Phys.B (Proc.Suppl.). 61B. 669-673 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Amako: "Sokuteiki simulator no kokusai kyodo kaihatsu (Japanese)" Parity, Maruzen Co., Ltd., Tokyo. Vol.13, No.3 Vol.13 No.4. 70-74 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Nagasaka: "Event Builder System with SBus G-LINK Tx/Rx Modules" Proceedings of 2nd Workshop on Electronics for LHC Experiments. CERN/LHC/96-39. 215-219 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Nomachi: "Performance Measurements of Mixed Data Acquisition and LAN Traffic on a Credit-based Flow-controlled ATM Network" Proceedings of IEEE Real Time Conference '97、to appear IEEE Trans.Nucl.Sci.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Yasu: "A study of network-based data acquisition system" CHEP'97, the International Conference on Computing in High Energy Physics, Berlin, Germany. 7-11 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Yasu: "Prototype performance of Distributed DAQ using HORB based on Java" Real Time97, the 10th IEEE Real Time Conference 97, Beaune, France. 22-26 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Yasu: "Java Performance fo DAQ" SysComms98, CERN,Geneva, Switzerland. 25-26 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Haruyama: "Pressure drop of two-phase helium flowing in a large solenoidal magnet cooling path and a long transfer line" Cryogenics. Vol 36. 465-469 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Makida: "Conceptual Design of the ATLAS Thin Superconducting Solenoid Magnet" IEEE Trans.Applied Superconductivity. Vol 7. 637-641 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Tanaka: "Cryogenic Design of the ATLAS Thin Superconducting Solenoid Magnet" Proceedings of the 16th International Cryogenic Engineering Conference/International Cryogenic Material Conference (ICEC16/ICMC), Kitakyushu, Japan. 20-24. 119-122 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Yamaoka: "Design and Development of Triangle Coli Supports for the ATLAS Superconducting Solenoid Magnet" International Conference on Magnet Technmology, MT-15, Beijing, October. (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] A.Yamamoto: "ATRAS Central Solenoid Technical Design Report" CERN/LHCC/97-21. 30 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Amako: "Ohgata yoshi-yoshi shototsu-gata kasokuki (LHC) keikaku to sono butsuri (Japanese)" Nihon butsuri gakkai-shi. Vol.52, No.7. 508-516 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Kondo: "CERN no LHC keikaku to kokusai kyoryoku (Japanese)" Monbu-jiho. No.1446. (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より