2014 Fiscal Year Annual Research Report
K+中間子崩壊のレプトン普遍性の破れの探索実験用エアロゲルチェレンコフ検出器
| Project/Area Number |
25287064
|
|---|
| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
|---|
Principal Investigator |
豊田 晃久 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, 助教 (20373186)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今里 純 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 名誉教授 (40107686) [Withdrawn]
五十嵐 洋一 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 (50311121)
河合 秀幸 千葉大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60214590)
清水 俊 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (60294146)
山崎 寛仁 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 准教授 (90260413) [Withdrawn]
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | エアロゲル / 検出器開発 / 粒子識別 / 素粒子実験 / 精密測定 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度ではまず一番の課題であったモノリシックエアロゲルの試作を行った。エアロゲルの加工には通常ウォータージェットを利用するが、どうしても加工面がざらざらになってしまう。これによってエアロゲルから出射したチェレンコフ光が乱反射して検出効率が下がる問題がある。従来はウォータージェット加工した台形エアロゲルを4枚積み重ねて使用していたが、今回は検出器形状に合わせた一体型で製作することでより検出効率を向上させることを目指した。何度か試作したが、厚みが40 mmと厚いこともあり歩留まり率が極めて低くこの方法で製作するのは難しいことが判明した。次善の策として、厚さ方向に2分割した形状で一体成型することにした。この方法だとウォータージェット加工をする必要がないためにそれほど検出効率を損なわないものと考えられる。試作したところ十分な歩留まりを達成することができたため、この方法でJ-PARC E36実験用に必要な12セットのエアロゲルの製造に着手し、無事に必要全数を用意することができた。
上記のエアロゲル製造と並行してカウンターボックスの設計製作を行った。カウンターボックスをできる限り薄くすることで検出器間の隙間を減らして立体角を最大限稼ぎつつ、かつ光量の少ないチェレンコフ光が観測できるぐらいの遮光もできるようなカウンターボックスを設計し、製作した。前年度に購入した光電子増倍管をカウンターボックスに取り付け、上記のエアロゲルを組み込んで遮光した。遮光試験を行って十分な遮光性能があることを確認した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
従来の予定では平成26年末から平成27年3月の間にJ-PARCハドロン実験施設においてJ-PARC E36実験を遂行し、平成27年度はデータ解析と成果発表をメインに行う予定であったが、再開が平成27年4月にずれこんだため実験開始が遅れている。ただし、すでに完成しているエアロゲル検出器も含めて実験準備はほぼ完了しており、ビームタイムも4月、6月および10月の3回に分けて順次実施されることが確定している。当初の予定通りビームラインチューニングや検出器のコミッショニングを進めつつ実験を遂行できる計画になっており、順調に研究が進展していると言える。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進であるが、前年度に組み込んだエアロゲル検出器の信号確認および電気回路の調整を行う。また、宇宙線を利用して検出効率の位置依存性を測定する。その後平成27年4月および6月にJ-PARCハドロン実験施設K1.1BRビームラインにおいて、静止K+ビームで生じる崩壊粒子を利用し、J-PARC E36実験の検出器群の情報とともに崩壊電子の検出効率および崩壊ミューオンの検出効率(mis-ID)の位置依存性を精密に決定する。同時に他の検出器についても性能確認、パラメーター最適化、較正を行う。具体的な方法として荷電粒子の運動量については、単色の運動量をもつK中間子の二体崩壊現象を用いて、運動量分解能が最大になるようにシステム全体を較正する。J-PARC E36実験において最も重要な粒子識別の性能確認については、分岐比の大きい3体崩壊を利用し統計を稼いで実施する。7月から9月の間に前半のビームタイムの解析を行い、測定器系に修正を加える。その後平成27年10月予定の後半のビームタイムにおいてJ-PARC E36実験を遂行して物理データを取得する。
|
| Causes of Carryover |
J-PARC E36実験を実施するJ-PARCハドロン実験施設の再開は平成27年4月にずれこんでいる。これにより実験時の旅費や実験中に必要な消耗品を次年度送りにしたためである。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
J-PARC E36実験が実施される期間において、旅費や検出器補修用の消耗品等に使用する。
|
