2019 年度研究成果報告書

ラムダ陽子散乱による反対称LS力の起源解明に向けたFPGA波形デジタイザの開発

研究課題

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研究課題/領域番号	18K13552
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
研究機関	東北大学
研究代表者	本多良太郎東北大学, 理学研究科, 助教 (30748877)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード	データ収集システム
研究成果の概要	原子核の基本的な性質であるLS力の起源を探るために、ラムダ陽子散乱実験を通じて反対称LS力の測定を行う実験を計画している。本研究ではJ-PARC高運動量ビームラインにおいて実験を遂行するために必要な、FPGAの差動入力ピンを用いた波形デジタイザと、およびトリガーレスで連続的にデータを読み出す手法を開発した。FPGAデジタイザでは250 MHzオーバーサンプル時に8層クロックを用いて40 MSPS程度の性能が得られることが分かった。また、連続データ読み出し手法をの性能評価を行い、データリンク9.5割程度までのスループットが得られることが分かった。
自由記述の分野	ストレンジネス核物理
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究により新しいデータ収集手法である連続読み出しデータ収集系をJ-PARCハドロン実験へ導入するめどが立った。これまでデータ収集を行う際に必要であった、ハード的な基準信号を排除し、ソフトウェア上で必要な反応を選別する連続読み出しデータ収集系が実現できれば、複雑で高度なイベント選別の手法を導入することができるようになる。そのようなシステムを用いることで、これまで利用できなかったビーム強度で実験を行うことが可能となり、その結果として大統計の実験を実現可能となる。