APDによるシンチレーティングタイル・ファイバー型カロリメーターの読み出し

使用 APD 读取闪烁瓦纤维热量计

• 批准号: 16028206
• 负责人: 吉田 拓生
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: University of Fukui
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16028206/
• 关键词: 素粒子実験; カロリメーター; シンチレーティングタイル; アバランシェフォトダイオード; 素粒実験

今年度は、はじめに、シンチレーティングタイル・ファイバー型カロリメーターの中で用いるシンチレーティングタイルの本格的な読み出しテストを行った。シンチレーティングタイルにMinimum Ionizing Particle(MIP)を照射したときの光信号をアバランシェフォトダイオード(APD)で読み出し、その波高分布を詳しく分析した。特に、カロリメーターのエネルギー分解能に影響する可能性のあるAPDのノイズ特性や過剰雑音係数(二次電子増倍率のゆらぎ)などを、APDの温度やバイアス電圧の関数として詳しく測定した。その結果、(1)APDのノイズは、APDの二次電子増倍率が200倍を超えない限り、冷却しなくても、室温中で既に十分小さいこと、(2)過剰雑音係数はAPDの二次電子増倍率のみの関数となり、APDの温度にはよらないこと、などが分かった。次に、以上のようにAPDを用いてタイル中でのMIPのエネルギー損失を実測したときの波高分布を、シャワーの発生によってタイルに入射してくる荷電粒子の数だけ重ね合わせるという手法によって、カロリメーターのエネルギー分解能を求めた。シャワー中の荷電粒子の数はGEANT4によるシミュレーションによって求めた。その結果、APDの二次電子増倍率を20倍程度の比較的低い値に設定することによって、過剰雑音係数を小さく保ちつつ、必要十分なS/N比を確保することができ、最も高いエネルギー分解能が得られることが分かった。本研究によって得られたカロリメーターのエネルギー分解能を、従来のように光電子増倍管でシンチレーティングタイルの光信号を読み出す場合と比較した結果、光電子増倍管を用いるよりも、APDを用いた方が高いエネルギー分解能が得られることが明らかになった。

Our は, は じ め に, シ ン チ レ ー テ ィ ン グ タ イ ル · フ ァ イ バ ー type カ ロ リ メ ー タ ー の で use い る シ ン チ レ ー テ ィ ン グ タ イ ル の this lattice な 読 み out し テ ス ト を line っ た. シ ン チ レ ー テ ィ ン グ タ イ ル に Minimum Ionizing Particle (MIP) を irradiation し た と き の optical signal を ア バ ラ ン シ ェ フ ォ ト ダ イ オ ー ド (APD) で 読 み し, そ の wave height distribution を detailed し く analysis し た. に, カ ロ リ メ ー タ ー の エ ネ ル ギ ー decomposition can affect す に る possibility の あ る APD の ノ イ ズ features や through turning 雑 sound coefficient (secondary electron raised ratio の ゆ ら ぎ) な ど を, APD の temperature や バ イ ア ス electric 圧 の masato number と し て detailed し く determination し た. そ の results, (1) the APD の ノ イ ズ は, APD の secondary electron raised ratio が 200 times を え な い limit り, cooling し な く て も, で に both in the room temperature is very small さ い こ と, (2) turning 雑 coefficient of sound は APD の secondary electron raised ratio の み の masato number と な り, APD の temperature に は よ ら な い こ と, な ど が points か っ た. に, more の よ う に APD を with い て タ イ ル in で の MIP の エ ネ ル ギ を ー loss be measured し た と き の を, wave height distribution シ ャ ワ ー の 発 raw に よ っ て タ イ ル に incident し て く る の number of charged particles だ け heavy ね close わ せ る と い う gimmick に よ っ て, カ ロ リ メ ー タ ー の エ ネ ル ギ ー can decompose を め た. The number of <s:1> charged particles <e:1> in シャワ シャワ によるシ GEANT4によるシ ュレ ュレ ショ ショ によって によって めた find めた. そ の results, APD の secondary electron raised ratio on 20 times を の low い comparative numerical に set す る こ と に よ っ て, turning 雑 coefficient を minor さ く bartender ち つ つ, very necessary な S/N ratio を ensure す る こ と が で き, most high も い エ ネ ル ギ ー decomposition can が ら れ る こ と が points か っ た. This study に よ っ て have ら れ た カ ロ リ メ ー タ ー の エ ネ ル ギ ー decomposition to の を, 従 よ う に photoelectron raised times tube で シ ン チ レ ー テ ィ ン グ タ イ ル の optical signal を 読 み す occasions と comparatively し た results, photoelectron raised times tube を い る よ り も, APD を with い た party が high い エ ネ ル ギ ー decomposition can が ら れ る こ と が Ming ら か に な っ Youdaoplaceholder0.

项目成果

新しい放射線飛跡検出システムの構築

新型辐射径迹探测系统的构建

• 发表时间: 2005
• 期刊: Isotope News 2月号 610
• 作者: 吉田拓生

Search for Charged Higgs Bosons from Top Quark Decays in p Anti-p Collisions at √s = 1.96 TeV

从 √s = 1.96 TeV 的 p 反 p 碰撞中的顶夸克衰变中搜索带电希格斯玻色子

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physical Review Letters 96巻・4号
• 作者: D.Abulencia;S.H.Kim;T.Yoshida;他
• 通讯作者: 他

Search for New Physics Using High-Mass Tau Pairs from 1.96 TeV p Anti -p Collisions

使用 1.96 TeV p Anti-p 碰撞中的高质量 Tau 对寻找新物理

• 发表时间: 2005
• 期刊: Physical Review Letters 95巻・13号
• 作者: D.Acosta;S.H.Kim;T.Yoshida;他
• 通讯作者: 他

A prototype avalanche photodiode array for scintillating-fiber tracking detectors

用于闪烁光纤跟踪探测器的原型雪崩光电二极管阵列

• 发表时间: 2004
• 期刊: Nucl.Instr.Meth.A 534
• 作者: T.Yoshida;T.Sora
• 通讯作者: T.Sora