バルクシンチレーターによる粒子飛跡観測の試み

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ハイペロン核子散乱の実験は、シンチレーションファイバー検出器の開発が進み新しい時代が開かれた。本研究は、更に次の世代の実験、例えば偏極陽子による偏極ハイペロンの散乱のようなスピンに依存したハイペロン散乱実験などシンチレーションファイバーでは困難な実験に取り組むことをめざすもので、直接バルクシンチレーター中の粒子飛跡を検出する可能性のテストを始めた。バルクシンチレーター中に生じる粒子飛跡を光学レンズ系により直接イメージインテンシファイヤー(IIT)の感光面に写影し、増幅した後、CCDカメラで記録するこの方法はシンチレーションファイバーに比べて光子を集める効率が著しく低いので光学レンズ系の設計に工夫を凝らす必要がある。先ず、π・μ粒子のように単位長さ当たりの放出光子数が少ない粒子の検出に対し最適化を図ったレンズ系を設計・試作した。光学レンズ系の明るさと焦点深度の間の相反する条件を克服する工夫が必要であった。宇宙線μ粒子によるテストでは飛跡の検出に成功したが、プラスチックシンチレーターでは1cm当り1〜2個のスポットが見られるだけであった。次に、平面反射鏡を用いて多面の画像を撮る方法のテストを準備している。これに成功すれば、光子の収集効率を上げると共に一基のIITシステムで立体的情報を得ることができる。ここまでは、システムの設計製作と宇宙線を用いた初期的なテストであったが、今後は加速器からの高エネルギービームを用いて詳細なテストを行い、また、核反応の研究などに試用することを計画している。