| 研究課題/領域番号 |
20K04004
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
田窪 洋介 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, 研究機関講師 (50423124)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 新粒子 / FASER / LHC / シリコンピクセル検出器 / アクシオン |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、2022年から欧州原子核研究機関(CERN)で開始するFASER実験において、アクシオン的粒子(ALP: Axion Like Particle)を探索するためにBiCMOSモノリシック型ピクセル検出器を用いた前段シャワー検出器の開発目指している。本科研費で行う研究事項は、「ピクセル検出器に使用する基板類の開発」と「データ収集システム用ソフトウェアの開発」によって前段シャワー検出器を実現させることである。令和3年度の研究実績の概要は以下の通りである。
* ピクセル検出器に使用する基板類の開発：前段シャワー検出器では、6センサーをフレキシブル基板（モジュール基板）に接着してモジュールとし、12モジュールを使用して1レイヤーとする。各モジュールにはピッグテールと呼ばれるフレキシブル基板が接続される。そして、ピッグテールをデータ収集システムや電源などに接続するためのインターフェース基板を使用する。本研究では、モジュール基板、ピッグテール、インターフェース基板の開発を行う。令和3年度はモジュール基板とピッグテールのプロトタイプの設計と開発を行った。令和4年度にこれらの基板を用いてモジュール・プロトタイプを製造する。
* データ収集システム用ソフトウェアの開発：前段シャワー検出器の開発のために、モジュールやレイヤーを試験するためのデータ収集システムの開発を行う必要がある。読み出しボードにはFASER飛跡検出器であるシリコン・ストリップ検出器の読み出しに使用されるGPIOボードを用いる。本科研費では、システム制御をおこなうためのソフトウェアを開発する。令和3年度は、プロトタイプ・モジュールを試験するためのソフトウェアの仕様を固め、令和4年夏までに完成させることを目標に開発に着手した。
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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
コロナの影響や世界的な半導体不足により、前段シャワー検出器の開発は若干遅れが生じている。しかし、本科研費で開発を行うことになっている基板類については、令和3年度にプロトタイプ基板の開発に成功し、概ね予定通りに研究が進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度は、令和3年度に開発した基板類を用いてプロトタイプ・モジュールを製造する。令和4年度夏頃にプロトタイプ・モジュールの基本性能を評価し、実機のための検出器要素の設計を固める。本研究では実機用の基板類の製造を業者に依頼する。また、データ収集のためのソフトウェアは、プロトタイプ・モジュールの完成までに試験用ソフトウェアを開発する。そして、プロトタイプの試験を行いながら実機のための仕様を決定する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初の予定に比べてプロトタイプのための基板類を安価に開発することができ、実機のための基板類の開発に使用するために残額を令和4年度に使用することにした。
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