研究課題
素粒子標準理論を超える新物理に優れた感度があると期待されるミューオン=電子転換過程探索実験の感度を向上させるため、飛跡検出器の高感度化を目指す。特に、同過程の信号事象は105MeVという低エネルギー電子であるため、飛跡検出器の構成素材の低物質量化が鍵を握る。そこで本研究では、先に準備研究で実現した真空中で動作可能な20ミクロン厚9.5mm径ストローによる比例計数管を多数実装して大型化し、「真空中で動作可能な飛跡検出機」へと発展昇華させ、ミューオン=電子転換過程探索実験の感度を劇的に向上させることを目指す。また、準備研究では実現に及ばなかった12ミクロン厚・5mm径という薄膜・小口径ストロー比例計数管を実現し、究極の軽量化飛跡検出器の実現を目指す。これにより、J-PARCで実施予定のミューオン=電子転換過程探索実験の感度を最終的に10,000倍向上させることを目指す。そのため、20ミクロン厚・9.5mm径の導電性薄膜ストローを用いた飛跡検出器を建設する。2017年度までに、「新型導電性薄膜ストローの量産」「ストロー実装のための力学的安定性実現の研究」「検出器を真空中で動作させるための電子回路冷却機構の開発」及び「実機構造体の設計」までを済ませた。2019年度は当初計画の通り、実機1号機の建設を継続し、圧力容器の完成、薄膜ストローへの電流導入端子付きストローエンドプラグを全チャンネル(480)接着し、圧力容器へと導入した。また並行して、ストロー飛跡検出器へ活性ガスを供給しつつ電子回路を冷却する「ガス冷却・循環システム」の製作を進めた。以上により、本事業で実現を目指した「真空中で動作可能な導電性薄膜ストロー飛跡検出器」の1号機を完成させた。
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
巻: 958 ページ: 162800
10.1016/j.nima.2019.162800
巻: 936 ページ: 297～299
10.1016/j.nima.2018.08.027
