2020 Fiscal Year Annual Research Report
Exploring neutrinos at the TeV-energy frontier with FASER
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20H01919
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
音野 瑛俊 九州大学, 先端素粒子物理研究センター, 助教 (20648034)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有賀 智子 (古川) 九州大学, 基幹教育院, 助教 (00802208)
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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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 高エネルギーニュートリノ / FASER / LHC / 衝突点前方 / シリコン検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
FASER実験はLHCのビーム衝突点の480m前方にFASER検出器を設置し、未知粒子の探索と高エネルギーニュートリノの測定を目指している。本研究では未知粒子探索のための検出器（飛跡検出器、ダイポール磁石、シンチレーター、カロリメータ）と高エネルギーニュートリノ測定のための検出器（タングステン板とエマルションフィルム、シンチレーター）の間に新たにインターフェース検出器を追加することで、全ての検出器を統合した物理解析を可能とする。
2020年度はインターフェース検出器の仕様を確定させた。使用するストリップ型シリコン検出器24モジュールの選定を完了し、周辺機器（電源系、冷却系、データ取得系、制御系）の準備を進めた。COVID19のため、CERNの実験室での活動に遅延が生じている。現地での作業人数を1名に限り、リモートでの解析や議論に移行することでCOVID19の影響の最小化に取り組んだ。2021年度にはインターフェース検出器の組み上げ作業と地上での試運転を完了し、地下の実験区域に設置した。LHCの運転開始は当初の2021年から2022年に遅れる見込みとなっており、インターフェース検出器の運用はLHCの運転開始に先立って開始する予定である。
2026年以降に計画されているLHCを増強したHL-LHCの運転に向けて、衝突点前方での物理をさらに開拓することを目的とした新しい施設（FPF:Forward Physics Facility）の検討を開始した。2020年11月に初回のミーティングを企画し、2021年度末までに4回のミーティングを開催した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2020年度にインターフェース検出器に必要となる物品の準備を済ませ、2021年度に組み上げと地上での試運転、そして地下の実験区域へ設置を完了した。LHCのスケジュールの遅延に伴い、LHCの運転までにインターフェース検出器の運用が開始できた。本研究は概ね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度のLHCの運転開始に向け、インターフェース検出器の運転条件の最適化を進める。並行して制御やモニタリング用ソフトウェアを拡充する。FASERの全検出器を統合したニュートリノ測定の初期結果について2023年度に公表し、統計および解析を向上させた結果について2024年度の公表を目指す。
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