データ収集と測定器シミュレーション技術の開発と建設

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11207205
• 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: 尼子 勝哉 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, 助教授 (50044772)
• 研究分担者: 渡瀬 芳行 大学共同利用機関法人, 高エネルギー加速器研究機構・計算科学センター, 教授 (70018662) ; 神前 純一 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, 助手 (60169787) ; 真鍋 篤 大学共同利用機関法人, 高エネルギー加速器研究機構・計算科学センター, 助手 (90202332) ; 藤本 順平 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, 助手 (90202291) ; 長坂 康史 広島工業大学, 電子工学科, 助教授 (20299655)
• キーワード: データ収集システム / 品質保証技術 / イベントビルダ / ASIC / FPGA / VMEボードコンピュータ / Geant4 / 物質と粒子の電磁相互作用

研究概要

データ収集システムにおける品質保証技術適用の効果について、これまで行ってきたイベントビルダ部での効果の有効性を元に、その前段にあたるレベル2トリガシステムへの適用を行った。また、システム全体への効果を調べるために、これまで行ってきた部分試験ではなく、統合試験を行った。レベル2トリガシステムへの品質保証技術の適用については、そのシステムの性質上、特に性能向上への寄与があるものではないことが確認された。ただし、品質保証技術の一つの利用として、予想外のデータによりシステムに異常をきたすことを避けることができることが理解された。また、システム全体の性能向上への指針としては、レベル2トリガシステムへは適用せず、イベントビルダシステムへの適用であると結論づけられた。またCERNにおいて25nsビームを使ったTGCエレクトロニクスの総合試験とCombined beam testと称するすべての検出器がつながったデータ収集の総合試験を行った。この試験ではTGCエレクトロニクスを構成する最終バージョンのASICやFPGAがテストした。トリガーの効率、トリガーデータと読出しデータとの一貫性チェックなどを行い、今回のビームテストで、ハードウエアのアップグレードが成功したことを確認した。Combined Runでは、最新のROD Crate DAQのソフトウエアフレームワークをTGCの読み出し系に適用しアトラス標準のVMEボードコンピュータ(SBC)を使用するなど、総合試験の要求に沿ってアップグレードし、スケジュール通りすべての検出器が接続されデータ収集システムの総合的機能試験を成功させた。
一方、測定器シミュレーション関連課題においては、Geant4で採用されている物質と粒子の電磁相互作用のシステマティックなミクロ検証を行った。各種NISTデータとしてまとめられている電磁相互作用の微分断面積、減衰係数データ等のGeant4での再現性を検証し、それが正しく再現されていることを証明した。その成果は、IEEEの論文として投稿済みである。

研究成果

• [雑誌論文] Comparison of Geant4 electromagnetic physics models against the NIST reference data
  • 著者名/発表者名: K.Amako, S.Guatelli, V.N.Ivanchenko, M.Maire, B.Mascialino その他
  • 雑誌名: IEEE Trans.Nucl.Sci. (発表予定)