| 研究課題/領域番号 |
14J08572
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
小原 裕貴 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| キーワード | ハドロン物理実験 / 荷電粒子検出器 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の最も大きな目的としては、原子核内におけるベクトル中間子の質量スペクトルを高統計かつ高精度で測定し、高密度化におけるハドロン質量変化を観測することである。モデル計算に依存することなく、明確な核内質量スペクトルを測定することで、理論的および実験的に一致した見解を得るに至っていない現状を打開し、中間子の核内質量分布に関する質の違った知見が得られるという点で、本実験を実施することは非常に重要である。
高統計かつ高精度の測定を行うために、荷電粒子検出器にGas Electron Multiplier (GEM)を用いた高計数耐性、高位置分解能、低物質量、高い電子同定能力を兼ね備えた高性能のスペクトロメータを開発する必要がある。申請者は主にスペクトロメータ内に設置される荷電粒子飛跡検出器であるGEM Trackerとそれを用いたトリガーシステムの開発に従事している。
GEMフォイルから信号を読み出すために大検出器容量に対応しつつ低ノイズ性を持ったApplication Specific Integrated Circuit (ASIC)を開発し、性能試験を実施した。信号を増幅し処理するための要求性能を満たしていることを確認した。さらに、開発したASICを搭載した電子回路基板を設計および製作し、本番の実験で使用する基板のプロトタイプを完成させた。
トリガーシステムには、ASICに加えて、ASICから出力されるデジタル信号を処理するField Programmable Gate Array (FPGA)を使用した回路の開発も必要である。このFPGAのファームウェアの実装、シミュレーションおよび実機にダウンロードし、仕様通りの動作をしているかのテストを行っている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
データ取得の判断を下すトリガーシステムの開発に関して、検出器の微小な信号を増幅するプリアンプASICの開発を行い、その性能テストは順調に進んでいる。さらに、ASICの出力であるデジタル信号を処理するFPGAを用いた回路に関しては、ファームウェアの大枠は完成し実装されている。FPGAを載せた回路基板の製作も終了し、性能試験が行っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
検出器からの微小な信号を増幅しデジタル化するASICとそのデジタル信号を処理し、最終的にトリガーの判断を下す役割をもつモジュールに適したデータフォーマットに変換するFPGAの接続テストを行い、スペクトロメータのトリガーシステムの一連の流れを完成させる予定である。
特にトリガーシステムについて、最終的なデータ取得の決定を行うGlobal Dicision Logicに関するFPGAのファームウェアの実装は、実験グループで中心的な役割を果たし、研究および開発を進める予定である。
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