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

理解第二代费米子的质量起源

基本信息

批准号：
21H01101
负责人：
花垣和則
金额：
$ 11.23万
依托单位：
High Energy Accelerator Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01101/
关键词：
ヒッグス湯川結合ピクセル検出器

项目摘要

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。

这项研究的学术目的是观察到希格斯颗粒崩溃成哑光对的事件，并通过测量希格斯颗粒和穆斯之间的Yukawa耦合常数来阐明第二代费米子的质量起源。除了分析ATLAS实验的第三阶段中获得的数据（LHC实验之一）外，我们还将促进为LHC高亮度计划的像素检测器的开发，并旨在使用更高统计数据以高精度测量Yukawa。 LHC操作的第三阶段始于2022年。为此，我参与了用于测量内部轨道的像素检测器，这是观察Higgs颗粒粒子崩溃成Muon对的关键探测器之一。在维护和校准监视系统的同时，该公司还设计并实施了在高辐射环境中运行的操作方法。在开发高LHC亮度的像素探测器时，硅传感器和信号读数IC通过凸起键连接，然后粘结到Flex板电路。这称为模块，这项研究的目的是建立模块制造方法。 1）在大约两年的时间内，有必要在实际机器中生产超过2,000个模块。为了满足这种约束，我们已经实施了必要的测试步骤，并拥有用于并行生产和测试的大规模生产设备。 2）我们已经建立了一种提议的CFRP保护方法作为电线粘合保护方法。 3）重复的温度循环发生在广泛的温度范围从-40°C到55°C的变化，这导致了一个问题，即由于组件的热膨胀系数差异，凸起键将脱落。已经表明，树脂涂层是防止这种情况的一种方法。

项目成果

期刊论文数量（27）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

高輝度化 LHC に向けたATLAS実験用シリコンピクセル検出器のモジュール冷却部の組立

高亮度大型强子对撞机ATLAS实验硅像素探测器模块冷却装置组装

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Namekata Kosuke;et al.;宮本佳門
通讯作者：
宮本佳門

HL-LHC ATLASで用いるピクセル検出器の量産に向けたバンプ接合の熱耐性評価

HL-LHC ATLAS 中使用的像素探测器量产时凸块结热阻评估

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Huang S.W.;Nakamura T.;Togano Y.;et al.;斉藤功太
通讯作者：
斉藤功太

ワイヤ保護機構を搭載したHL-LHC ATLAS実験用ピクセルモジュールの熱サイクル耐性評価

配备电线保护机构的HL-LHC ATLAS实验像素模块的热循环性能评估

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryota Ikeda;Ken-ichi Tadaki;Daisuke Iono;Takuma Izumi;Yusei Koyama;Rhythm Shimakawa;Ichi Tanaka;Masao Hayashi;Tadayuki Kodama;Kotaro Kohno;Bunyo Hatsukade;Tomoko L. Suzuki;Yoichi Tamura;比江森友太
通讯作者：
比江森友太

LHCの高輝度化に向けたATLAS実験用シリコンピクセル検出器のワイヤー保護用CFRP構造体の実装試験と性能評価

ATLAS实验硅像素探测器导线保护CFRP结构提高LHC亮度的安装测试和性能评估

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Endsley;Stark;Bouwens;Schouws;Smit;Stefanon;Inami;Bowler;Oesch;Gonzalez;Aravena;da Cunha;Dayal;Ferrara;Graziani;Nanayakkara;Pallottini;Schneider;Sommovigo;Topping;van der Werf;and Hutter;岩下侑太郎
通讯作者：
岩下侑太郎

HL-LHCに向けたATLAS実験用シリコンピクセル検出器の冷却部の組立と評価

HL-LHC ATLAS 实验硅像素探测器冷却部分的组装和评估