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2015 年度 実績報告書

Belle‐II実験のための高性能新型粒子識別装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24244035
研究機関首都大学東京

研究代表者

住吉 孝行  首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (30154628)

研究分担者 足立 一郎  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 (00249898)
河合 秀幸  千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60214590)
遊佐 洋右  新潟大学, 自然科学系, 助教 (80612704)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード粒子識別装置 / リングイメージチェレンコフカウンター / シリカエアロゲル
研究実績の概要

本研究で開発される高性能新型粒子識別装置A-RICHで使用される予定の光検出器HAPDが、製造業者の浜松ホトニクス(株)よりH27年度内に全数納品された。高圧印加試験、感度の一様性、ノイズ量、クロストーク量などの受け入れ検査で合格した数がA-RICH建設に必要な420台を超えている。1.5テスラの磁場中でHAPDの動作試験を行ったところ、一部のHAPDでdead time が大きくなる現象が発見された。この問題はカソードとアノードの中間部分に有る電極に所定の電圧を印加することで解決されることが実験で示された。
実際のA-RICHの組み立ては、プロジェクト全体のスケジュールの遅れによりH28年秋ごろを予定して居るが、読み出し回路の一部と高電圧電源を除いて、輻射体のシリカエアロゲル、HAPD、支持構造体などすべての準備が整っている。本研究で開発した信号読み出しのためのASICは総数2500個が製造され、性能評価の後に必要な1680個が選別され、回路基板への設置が終了した。
A-RICHは組立終了後すぐにBelle II測定器内にinstallされるが、install後のHAPDの感度の経年変化をモニターするために、青色LEDを光源として光ファイバーシステムによって、一定の光量をHAPDに照射するモニターシステムを構築した。数か月にわたる試験において十分な光量の安定性やHAPDのゲイン変動のtraceabilityなどが示され、モニターシステムとしての機能が備わっていることが確認された。今後は実機にinstallしての性能評価を実施する。H27年度末に、本研究に携わった大学院生によりA-RICHのビーム試験による性能評価を含めた全体システムの構築を詳細に記述した博士論文が提出され、学位(理学博士)が授与された。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] リュブリアナ大学/ヨゼフ・ステファン研究所(スロベニア)

    • 国名
      スロベニア
    • 外国機関名
      リュブリアナ大学/ヨゼフ・ステファン研究所
  • [雑誌論文] Particle identification performance of the prototype aerogel RICH counter for the Belle II experiment2016

    • 著者名/発表者名
      S. Iwata, I. Adachi, H. Kawai, T. Sumiyoshi, Y. Yusa 他15名
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 3 ページ: 33-48

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw005

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Large-area silica aerogel for use as Cherenkov radiators with high refractive index, developed by supercritical carbon dioxide drying2016

    • 著者名/発表者名
      M. Tabata, I. Adachi, Y. Hatakeyama, H. Kawai, T. Morita, T. Sumiyoshi
    • 雑誌名

      The Journal of Supercritical Fluids

      巻: 110 ページ: 183-192

    • DOI

      10.1016/j.supflu.2015.11.022

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of a 144-channel Hybrid Avalanche Photo-Detector for Belle II ring-imaging Cherenkov counter with an aerogel radiator2015

    • 著者名/発表者名
      S. Nishida, I. Adachi, H. Kawai, T. Sumiyoshi, Y. Yusa 他14名
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods

      巻: A787 ページ: 59-63

    • DOI

      10.1016/j.nima.2014.11.018

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Belle II 実験A-RICH用光検出器のためのモニターシステムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      幡谷航暉
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-21
  • [学会発表] Belle II 実験Aerogel-RICH用光検出器HAPDによるCherenkov放射角分布の解析2016

    • 著者名/発表者名
      片浦隆介
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-21
  • [学会発表] Belle II 実験A-RICH用高電圧電源制御システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      米永匡伸
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
  • [学会発表] Belle II 実験A-RICH用光検出器の磁場中におけるバックグランド調査2016

    • 著者名/発表者名
      小川和也
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
  • [学会発表] A-RICH検出器で用いるAerogelのgapサイズに対する性能評価2016

    • 著者名/発表者名
      庵翔太
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-16
  • [備考] Belle II Collaboration Detector

    • URL

      http://belle2.kek.jp/detector.html

  • [備考] 首都大学東京 高エネルギー実験研究室 Belle II

    • URL

      http://www-hep.phys.se.tmu.ac.jp/research/belle2/index.html

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公開日: 2017-01-06  

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