Towards understanding of the origin of mass for the 2nd generation fermions

本研究の学術的なゴールは，ヒッグス粒子がミューオン対に崩壊する事象を観測し，ヒッグス粒子とミューオンとの間の湯川結合定数を測定することで，第2世代フェルミオンの質量起源を解明することである。LHC実験の一つであるATLAS実験にて第3期運転で取得するデータの解析とともに，LHC高輝度化計画に向けたピクセル検出器開発を推進し，より高統計を使った高精度での湯川結合測定を目指す。2022年度はLHCの第3期運転が始まった。これを受け，ヒッグス粒子がミューオン対に崩壊する事象を観測するために鍵を握る検出器の一つである内部飛跡測定用ピクセル検出器の立ち上げに携わった。モニタリングシステムの整備や較正を行うと同時に，高い放射線環境下で動作させるための運用手法の考案と実装を行った。LHC高輝度化に向けたピクセル検出器開発では，シリコンセンサーと信号読み出し用ICをバンプボンディング接続したのち，フレックス基板回路と接着する。これをモジュールと呼び，モジュール製造手法の確立が本研究のゴールである。1) 実機のモジュール製造は約2年間で2000個以上行う必要がある。この制約を満たすために，必要な試験工程の選別を実施すると同時に，並行して製造および試験を行うための量産設備を整備した。2) ワイヤボンディング保護手法として提案したCFRPによる保護手法を確立させた。3) －40℃から55℃という幅広い温度変化で温度サイクルを繰り返すと，部材の熱膨張率の違いからバンプボンディングが剥がれてしまうという問題があった。これを防ぐための方法として樹脂コーティングが有効であることを示した。

本研究の学術的なゴールは，ヒッグス粒子がミューオン対に崩壊する事象を観測し，ヒッグス粒子とミューオンとの間の湯川結合定数を測定することで，第2世代フェルミオンの質量起源を解明することである。LHC実験の一つであるATLAS実験にて第3期運転で取得するデータの解析とともに，LHC高輝度化計画に向けたピクセル検出器開発を推進し，より高統計を使った高精度での湯川結合測定を目指す。2022年度はLHCの第3期運転が始まった。これを受け，ヒッグス粒子がミューオン対に崩壊する事象を観測するために鍵を握る検出器の一つである内部飛跡測定用ピクセル検出器の立ち上げに携わった。モニタリングシステムの整備や較正を行うと同時に，高い放射線環境下で動作させるための運用手法の考案と実装を行った。LHC高輝度化に向けたピクセル検出器開発では，シリコンセンサーと信号読み出し用ICをバンプボンディング接続したのち，フレックス基板回路と接着する。これをモジュールと呼び，モジュール製造手法の確立が本研究のゴールである。1) 実機のモジュール製造は約2年間で2000個以上行う必要がある。この制約を満たすために，必要な試験工程の選別を実施すると同時に，並行して製造および試験を行うための量産設備を整備した。2) ワイヤボンディング保護手法として提案したCFRPによる保護手法を確立させた。3) －40℃から55℃という幅広い温度変化で温度サイクルを繰り返すと，部材の熱膨張率の違いからバンプボンディングが剥がれてしまうという問題があった。これを防ぐための方法として樹脂コーティングが有効であることを示した。