| 研究課題/領域番号 |
16H02184
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
南條 創 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (40419445)
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| 研究分担者 |
塩見 公志 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 (40648036)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | カロリメータ / MPPC / K中間子稀崩壊 / CPの破れ |
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| 研究実績の概要 |
KOTO実験のCsIカロリメータについて従来の結晶下流部からのPMTによる読み出しに加えて、上流部に半導体光センサ(MPPC)をとりつけ、両側からの読み出しを行うことで、結晶の奥行き方向の発光位置情報を得る。これにより、４次元カロリメータを実現する計画である。MPPCについては結晶の5cm角領域に4個を接続し、さらにその出力4個分オをペアンプを用いて足しあげることで、合計16個のMPPCをまとめて読み出す計画である。最初の4個のMPPCを接続する形式については、当初想定していた４個を直列に接続する方式では放射線損傷による悪影響が予想され、別の接続方式(Hybrid接続)を採用した。この方式での新たな回路基板および接続方式を開発した。また実際に放射線損傷を与えたMPPCを用い、悪影響が防げることを実証した。さらに、5cm角50cm長のCsI結晶を8個、2.5cm角50cm長CsI結晶4個、対応するMPPCを36個用いるプロトタイプカロリメータを準備し、Hybrid接続による統合試験を行った。この際、Hybrid接続をさらに4つまとめて増幅する回路、およびMPPCの電圧、電流をモニタし、印加電圧のOn/Offを制御する基板も開発した。東北大学電子光理学研究センタでの400-800MeVの陽電子ビームを用い、性能評価を行い、エネルギー分解能や時間分解能が十分であることを実証した。さらに4000個のMPPC量産に向けた開発や、KOTO実験にインストールする際に必要となるフィードスルーの開発を進めた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
3ヶ月の遅延があり繰越をしたが、そののちは当初計画以上の進展があったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
予定通りに進展しており、計画通り2019,20年度を通してKOTO実験における4次元カロリメータの性能を評価し、KOTO実験における背景事象の削減能力を評価する。さらにこれを用いて、K中間子の稀崩壊探索を加速し、素粒子標準模型を超える新物理を探索する。
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