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世界最高強度パルスミューオンビームを用いた荷電レプトンフレーバー非保存現象の探索

利用世界最高强度脉冲μ子束探索带电轻子风味非守恒现象

基本信息

批准号：
18J10962
负责人：
中沢遊
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

J-PARCにおいて荷電レプトンフレーバー非保存現象であるミューオン電子転換過程を従来の100倍以上の精度で探索するCOMET Phase-I 実験が計画されている．感度向上のためにはミューオン源の大強度化が必須であるが，それに伴うイベントレートの増加が大きな問題であった．本研究の目的は，決定木分析により背景事象を効率よく排除するトリガーシステムを新たに開発することである．昨年度の試験結果をもとにトリガー回路の実機を設計・作成した．物理実験中は高放射線環境になることも想定されているため，回路素子には放射線耐性のあるものを選定した．回路に実装されているFPGAのコーディングを行い，他回路との通信も確認した．その際に測定したトリガーロジック全体での処理時間は3.1 usであり，要求値6 usを満たすことがわかっている．円筒型ドリフトチェンバー (CDC) を中心とした測定器システムに完成した回路を実装し，宇宙線を使った動作試験を行った．この試験では物理測定時と同様のトリガーアルゴリズムを採用し，また，昨年度より広い読み出し領域での試験となった．宇宙線に対するトリガー検出効率が99%以上であることを確認できた．検出できないイベントがある原因は，読み出す領域が十分でないことによるアクセプタンスの低下であり，領域を広げることでより高い検出効率を望めることもわかっている．さらに，トリガー回路で扱えるデータ構造を含めたシミュレーションデータを使って性能を新たに見積もった．その結果，信号電子事象に対して99%の感度を保証しつつ，93%の背景事象を削減できることがわかった．これは1.9 kHzのトリガーレートに相当し，要求値24 kHzを下回っている．本科研費は今年度で終了となるが，ビームラインの完成を待って，トリガーシステムの導入とコミッショニングをすぐに始められる状況にあるといえる．

J-PARC charge transfer process is not preserved phenomenon, so COMET Phase-I design is explored with more than 100 times accuracy. The sensitivity of the upward direction of the source must be increased, and the problem of increasing the intensity of the source must be solved. The purpose of this study is to determine the background of the event and to eliminate the possibility of a new event. Last year's test results showed that the design and construction of the circuit were successful. In physics, high radiation environments are selected. The circuit is installed in the FPGA and the communication device is confirmed in the circuit. The processing time of the whole measurement is 3.1 us. The required value is 6 us. The cylinder type detector is used to complete the circuit. This test is the same as the test in the field. Cosmic ray detection rate is more than 99%. The reason for this is that the field is very low, and the field is very high. The design of the circuit is based on the design of the circuit and the design of the circuit. As a result, 99% of the sensitivity of the signal electronic event is guaranteed, and 93% of the background event is reduced. This is the equivalent of 1.9 kHz and 24 kHz. The research fee for this year is the end of the year, and the completion of the project is pending.

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Construction and performance tests of the COMET CDC

COMET CDC的构造和性能测试

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
Pos(ICHEP2018)
影响因子：
0
作者：
M. Moritsu;Y. Nakazawa;et al.
通讯作者：
et al.

Radiation study of FPGAs with neutron beam for COMET Phase-I

COMET Phase I 中子束 FPGA 辐射研究

DOI：
10.1016/j.nima.2018.10.130
发表时间：
2019-08
期刊：
Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A
影响因子：
0
作者：
张杰
通讯作者：
张杰

COMET Phase-Iのための飛跡検出器情報を用いたオンライントリガーシステムの開発状況

COMET一期轨道探测器信息在线触发系统开发现状

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Fujii;Yu Nakazawa;et al.;中沢遊
通讯作者：
中沢遊

Radiation hardness study for the COMET Phase-I electronics

DOI：
10.1016/j.nima.2019.163247
发表时间：
2019-12
期刊：
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
影响因子：
0
作者：
Y. Nakazawa;Y. Fujii;E. Gillies;E. Hamada;Y. Igarashi;M. Lee;M. Moritsu;Y. Matsuda;Y. Miyazaki;Y. Nakai;H. Natori;K. Oishi;A. Sato;Y. Uchida;K. Ueno;H. Yamaguchi;B. Yeo;H. Yoshida;Jie Zhang
通讯作者：
Y. Nakazawa;Y. Fujii;E. Gillies;E. Hamada;Y. Igarashi;M. Lee;M. Moritsu;Y. Matsuda;Y. Miyazaki;Y. Nakai;H. Natori;K. Oishi;A. Sato;Y. Uchida;K. Ueno;H. Yamaguchi;B. Yeo;H. Yoshida;Jie Zhang

Development of the Fast Front-end Trigger System

快速前端触发系统的研制