大強度ビーム対応型K+稀崩壊実験装置の開発

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12440070
• 研究機関: 高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 杉本 章二郎 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (20044753)
• 研究分担者: 野村 正 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10283582) ; 小松原 健 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (30242168) ; 小林 正明 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (40013388) ; 玉川 洋一 福井大学, 工学部, 助手 (40236732) ; 能町 正治 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90208299)
• キーワード: K中間子 / 稀崩壊 / 大強度ビーム / チェレンコフカウンタ / シリコンストリップ検出器

研究概要

大強度ビームでの稀崩壊実験のために関連する開発研究と,研究のまとめを行った。
1,大強度ビーム中で粒子識別を行うために下記の開発研究を行った。
(1)PWOに希土類をドーピングすることにより耐放射線性能を有するチェレンコフ検出器となることを見つけ,その研究成果を論文として出版した。
(2)PWOをアニーリングすることにより速い成分のシンチレーション光を増やせることを見つけ,この研究成果を,スペインで開催されたSCINTI03にて発表した。
(3)これまでの結晶シンチレータの開発に関する現状を検討し将来の方向を探るために,中国,オランダ,イタリア,ロシアの専門家を招聘して検討を行った。
2,将来のK+静止崩壊実験(稀崩壊モードK^+→π^+ννの測定)をJ-PARCで行うために,これまでのBNLでのE787/E949実験の経験を基に実験法を検討し,Letter of Intentにまとめた。
3,BNLでのE9494実験用に開発した高速トリガー回路の性能評価を行った。
(1)実際の実験で高速論理判定回路により収集された物理データから,バックグラウンドや崩壊モード毎のトリガーアクセプタンスと,判定回路によるリジェクションを算出した。この解析はK^+→π^+ννやπ^+γγ崩壊物理解析の一環として行い,トリガー回路に関する所期の開発目標を達成していることを確認した。
(2)トリガー回路の開発成果をKEKで開催された結晶シンチレータ測定器の国際会議で発表した。
4,K^+→π^+νν静止崩壊実験用に開発したシリコンストリップ検出器のノイズについて詳細な性能評価の実験を行った結果,所期の目標を達成していることを確認した。

研究成果

• [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "SIGNIFICANT INCREASE IN FAST SCINTILLATION COMPONENT FROM PbWO_4 BY ANNEALING"KEK-preprint.7th International Conference on Inorganic scintillators and Industrial Applications (SCINT '03),8-12 September,2003,Spain. KEK-preprint 2003-100. 14 (2004)
• [文献書誌] T.K.Komatsubara et al.: "Study of the Rare Decay K+ -> pi+ nu nubar with Stopped Kaon Beam at J-PARC"Letters of Intent for Nuclear and Particle Physics Experiments. J-PARC 03-6. 33-61 (2003)
• [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "RADIATION HARDNESS OF PbWO_4 CHERENKOV RADIATORS HEAVILY DOPED WITH TRIVALENT RARE-EARTH IONS"KEK-PREPRINT.Nucl.Instrum.Meth.A. KEK-preprint 2003-89(in press). 9 (2003)
• [文献書誌] T.Yoshioka et al.: "UPGRADE OF THE LEVEL-0 TRIGGER SYSTEM FOR BNL-E949"KEK-PREPRINT.IEEE Transactions on Nuclear Science (2004). KEK-preprint 2003-109(in press). 6 (2004)
• [文献書誌] M.Kobayashi et al.: "DOPING PbWO_4 SINGLE CRYSTALS WITH DIFFERENT IONS TO INCREASE THE SCINTILLATION LIGHT YIELD"KEK-PREPRINT.Nucl.Instrum.Meth.A. KEK-preprint 2003-124(to be published). 33 (2004)