Development of a high position and high time resolution detector for study of nucleon structure

开发用于研究核子结构的高位置、高时间分辨率探测器

• 批准号: 21K13939
• 负责人: 冨田 夏希
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University (2022)Osaka University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K13939/
• 关键词: RPC検出器; 飛跡検出器; タイミング検出器; 核子構造; ミューオン検出器

これまで主に粒子飛行時間測定用に用いられてきた、Multigap Resistive Plate Chamber(MRPC)検出器を用い、粒子の通過位置と通過時間を同時に高精度で測定できるミューオン検出器の開発を行う。ミューオン検出器は、J-PARCにおいて核子構造研究のための排他的ドレルヤン反応(π-p→γ*n→μ+μ-n)断面積測定に用いる。MRPC検出器はガラスを積み重ねた構造のガス検出器である。ガラスの外側に電圧印可用のカーボンが貼られ、さらにその外側の読み出しストリップから信号の読み出しを行う。これまでの飛行時間測定用のMRPC検出器には、幅25 mm程度の読み出しストリップが用いられてきた。位置測定用のMRPC検出器では、読み出しストリップを数mm程度の幅に狭める。RPC検出器は手作業で組み立てを行う検出器である。本研究では新しいガス筐体デザイン、5 mmと間隔の短い読み出しストリップ、1 m x 0.5 mの大型のMRPC検出器の製作技術の確立を行った。読み出しストリップは1～4 mmの間で様々な太さで製作した。製作したMRPC検出器は、宇宙線およびSPring-8/LEPS2の電子ビームを用い、性能評価を行った。位置分解能・時間分解能・検出効率の評価を行い、読み出しストリップの太さやグランドの接続方法の最適化が完了した。一方、電圧印可に用いる炭素電極用のカーボンテープの生産が終了し、代替品を試験する必要が出た。海外のMRPC検出器で用いられているカーボンスプレー等の試験を行った。

The Multigap Resistive Plate Chamber(MRPC) detector is used to measure the particle flight time. The particle position and transit time are simultaneously measured with high accuracy. The Miyaodon detector is used in the exclusive Dellinger reaction (π-p→γ*n→μ+μ-n) cross-sectional area measurement in the study of nuclear structure at J-PARC. MRPC detectors are designed to be integrated into structures. The voltage on the outside of the lamp can be used to indicate the voltage on the outside of the lamp. The MRPC detector for time of flight measurement has a width of about 25 mm and a width of about 25 mm. The MRPC detector for position determination has an amplitude of several millimeters. RPC detectors are working together. This study aims to establish the fabrication technology of a new type of MRPC detector with 5 mm spacing and 1 m x 0.5 m. The distance between 1~4 mm and 1~4 mm is 100 mm. Production of MRPC detectors, cosmic rays and SPring-8/LEPS2 electronic applications, performance evaluation The evaluation of position decomposition energy, time decomposition energy and detection efficiency is carried out, and the optimization of connection method of position decomposition energy, time decomposition energy and detection efficiency is completed The production of carbon electrodes can be completed and substitutes tested. Overseas MRPC detectors are used to test the performance of such devices.

项目成果

排他的ドレルヤン反応を用いた核子構造研究のためのミューオン検出器の開発

利用独家 Drelyan 反应开发用于核子结构研究的 μ 子探测器

• 发表时间: 2021
• 作者: 林双葉;宇田隆佑;冨田夏希;阪口篤志;白鳥昂太郎;徳田恵;山本勇次;Wen-Chen Chang;Ming-Lee Chu;Chia-Yu Hsieh;Roger Wendell;他J-PARC E50コラボレーション;冨田夏希
• 通讯作者: 冨田夏希

Development of a Precise Time and Position Resolution TOF-tracker Resistive Plate Chamber for the study of proton structure at J-PARC

开发精确时间和位置分辨率 TOF 跟踪器电阻板室，用于 J-PARC 质子结构研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 林双葉;宇田隆佑;冨田夏希;阪口篤志;白鳥昂太郎;野海博之;Wen-Chen Chang;Ming-Lee Chu;Chia-Yu Hsieh;Natsuki Tomida;Natsuki Tomida;Natsuki Tomida;冨田 夏希;Ryusuke Uda
• 通讯作者: Ryusuke Uda

J-PARC π20ビームラインで用いるResistive Plate Chamber(RPC)の開発

开发用于 J-PARC π20 光束线的电阻板室 (RPC)

• 发表时间: 2022
• 作者: 宇田隆佑;林双葉;冨田夏希;阪口篤志;白鳥昴太郎;Wen-Chen Chang;Ming-Lee Chu;Chia-Yu Hsieh
• 通讯作者: Chia-Yu Hsieh

Development of the TOF-RPC for the π20 beamline at J-PARC

J-PARC 开发用于 π20 光束线的 TOF-RPC

• 发表时间: 2022
• 作者: 林双葉;宇田隆佑;冨田夏希;阪口篤志;白鳥昂太郎;野海博之;Wen-Chen Chang;Ming-Lee Chu;Chia-Yu Hsieh;Natsuki Tomida;Natsuki Tomida;Natsuki Tomida
• 通讯作者: Natsuki Tomida

飛行時間測定用大型Resistive Plate Chamberの開発

开发用于飞行时间测量的大型电阻板室

• 发表时间: 2022
• 作者: 林双葉;宇田隆佑;冨田夏希;阪口篤志;白鳥昂太郎;徳田恵;山本勇次;Wen-Chen Chang;Ming-Lee Chu;Chia-Yu Hsieh;Roger Wendell;他J-PARC E50コラボレーション
• 通讯作者: 他J-PARC E50コラボレーション