| 研究課題/領域番号 |
16H06343
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山中 卓 大阪大学, 理学研究科, 教授 (20243157)
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| 研究分担者 |
中家 剛 京都大学, 理学研究科, 教授 (50314175)
野村 正 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, 准教授 (10283582)
田島 靖久 山形大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (50311577)
松村 徹 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, 応用科学群, 講師 (00545957)
笹尾 登 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 特任教授 (10115850)
鈴木 史郎 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 客員研究員 (50089851)
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| 研究期間 (年度) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| キーワード | 素粒子実験 / K中間子 / 粒子識別 |
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| 研究実績の概要 |
2015年度の完成させた大型円筒型ガンマ線検出器をJ-PARC KOTO実験装置の中に挿入し、2016年6月にデータ収集を行った。この検出器の時間分解能を測定し、所定の性能を得ていることを確認した。さらに詳細なシミュレーションを行い、この検出器によって、KLから2個のパイ中間子への崩壊による背景事象を1/3に削減できることを示した。
2015年に収集したデータの解析を進め、背景事象の理解を進めた。2013年に収集したデータの解析結果を論文発表した。わずか4日間のデータであるが、過去の実験が約6ヶ月かけて収集した結果とほぼ同じ感度を得た。
CsI結晶2716本からなる電磁カロリメータの結晶の上流側に新たに半導体の光検出器(MPPC)を取り付け、既に下流側についている光電子増倍管との信号の時間差を測定できるようにする。この時間差によって粒子の結晶内での反応の奥行きを求め、電磁カロリメータに入射するガンマ線と中性子を識別し、中性子由来の背景事象を１桁抑制する。今年度はMPPCと光電子増倍管をCsI結晶に取り付け、東北大の施設で電子を照射、阪大の施設で中性子を照射し、時間差分布が異なることを確認した。また、MPPCの放射線耐性、読み出し回路についての試験も行った。
J-PARC KOTO実験で高いレートの測定器のために、500MHzのADCをさらに導入した。また、電磁カロリメータの結晶のヒット情報から入射粒子数を計算する電子回路を、連携研究者のいるシカゴ大で開発し、実験に導入した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
半導体光検出器(MPPC)と光電子増倍管を用いた粒子識別の実証試験が行えた。また、本実験で予測される放射線を浴びてもMPPCが使える目安もほぼついた。また、MPPCを4個直列にして読み出せることも確認できた。
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| 今後の研究の推進方策 |
約4000個のMPPCを購入しそれらを試験するための装置の開発、MPPCを電磁カロリメータに取り付けるための方法の決定と設計、MPPCを読み出すための回路の設計と製作を行う。
2015, 2016年のデータ解析を進め、結果を発表する。
また、増強されるビーム強度に備え、データ収集システムの機能と性能を向上させる。
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