Development of monolithic type pixel detector to search for axion like particle

开发单片式像素探测器来寻找轴子类粒子

基本信息

批准号：
20K04004
负责人：
田窪洋介
金额：
$ 2.75万
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 (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、2022年から欧州原子核研究機構(CERN)で開始したFASER実験において、アクシオン的粒子(ALP: Axion Like Particle)を探索するためにシリコン・ゲルマニウム(SiGe)-BiCMOSモノリシック型ピクセル検出器を用いた前段シャワー検出器の開発を目指している。本科研費で行う研究事項は、「ピクセル検出器に使用する基板類の開発」と「データ収集システム用ソフトウェアの開発」によって前段シャワー検出器を実現させることである。令和4年度の研究実績の概要は以下のとおりである。* ピクセル検出器に使用する基板類の開発：前段シャワー検出器では、6センサーをフレキシブル基板（モジュール基板）に接着してモジュールとし、12モジュールを使用して1レイヤーとする。各モジュールにはピッグテールと呼ばれるフレキシブル基板が接続される。そして、ピッグテールをデータ収集システムや電源に接続するためのインターフェース基板を使用する。本研究では、モジュール基板、ピッグテール、インターフェース基板の開発を行う。令和4年度はモジュール基板とピッグテールのプロトタイプを製造した。そして、プロトタイプ・センサーとこれらの基板を用いてプロトタイプ・モジュールを作成し、性能評価試験を行った。その結果、これらの基板は当初の性能を達成していることが分かり、令和5年度に実機用の基板類を開発することになった。* データ収集システム用ソフトウェアの開発：前段シャワー検出器の開発のために、モジュールやレイヤーを試験するためのデータ収集システムの開発を行う必要がある。本科研費では、システム制御を行うためのソフトウェアを開発する。令和4年度は、プロトタイプ・モジュールを試験するためのソフトウェアを開発し、性能評価試験に使用した。

This research aims to develop a pre-stage shower detector using a silicon-germanium (SiGe)-BiCMOS monolithic pixel detector in order to search for axion-like particles (ALP) in the FASER experiment launched at the European National Nuclear Research Institute (CERN) in 2022. The research items undertaken by the Research Fund for the Japan Science and Technology Research Fund are to realize the pre-stage shower detector through "development of substrates used in像素探测器”和“数据收集系统的软件开发”。 2022财政年度研究结果的概述如下。 *用于像素探测器的板的开发：在第一阶段淋浴检测器中，将六个传感器粘在柔性板（模块板）中以形成一个模块，并使用12个模块形成单层。每个模块都连接到一个称为辫子的柔性板。然后使用接口板将辫子连接到数据收集系统或电源。在这项研究中，我们将开发模块板，辫子和界面板。在2022年，我们制造了模块板和辫子的原型。然后使用原型传感器和这些板制备原型模块，并进行了性能评估测试。结果，发现这些董事会已经实现了原始性能，在2023年，我们决定为实际机器开发板。 *开发用于数据采集系统的软件：为了开发舞台前淋浴检测器，有必要开发用于测试模块和层的数据采集系统。在日本科学技术研究基金会，我们将开发用于控制系统的软件。在2022年，开发了用于测试原型模块的软件，并用于性能评估测试。

项目成果

期刊论文数量（20）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

LHC-FASER実験における新粒子探索

LHC-FASER 实验中的新粒子搜索

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ali Khaled;Ohgaki Hideaki;Zen Heishun;Kii Toshiteru;Hayakawa Takehito;Shizuma Toshiyuki;Toyokawa Hiroyuki;Taira Yoshitaka;Iancu Violeta;Turturica Gabriel;Ur Calin Alexandru;Fujimoto Masaki;Katoh Masahiro;Utsuno Yutaka;高山元;田窪洋介
通讯作者：
田窪洋介

Mainz University(ドイツ)

美因茨大学（德国）