TeV領域シャワーのイメージングが可能なシンチファイバー読み出しシステムの開発

本研究の目的は、CERN-LHCとして建設が予定されている、7TeVx7TeVの陽子衝突型加速器によって、実験室系で10^<17>eVのエネルギーにおける最前方粒子を測定するためのシャワー解像型カロリメータを開発することである。このために、研究実施計画に基づいて、以下のような研究を実施した。・LHC実験で装置が設置できるのは、幅が10cm程のビームパイプに挟まれた狭い場所であるので、シンチファイバー検出器やフロントエンド回路の形状を出来るだけコンパクトになるよう最適化する。・シンチレータのトリガー・シグナル用いて、フロントエンド回路で読み出すためのインターフェース、トリガーモジュールを試作する。・CERN-SPSの出来る限り高いエネルギーのビームライン(H4)で、電子、陽子によるビームテストを実施して、装置性能を実証する。上記の条件に適合するシンチファイバー検出器の開発を行ったのち、神奈川大学において名古屋大学STE研、芝浦工業大学のメンバーと協力して装置全体の組み立て、基本的な動作テストを実施し、スイスのCERNに輸送してSPSの陽子、電子ビーム照射実験を実施した。この結果、LHC実験の最前方で観測されるTeV領域のガンマ線(および中性子)に対して、エネルギーと位置の測定に十分な性能をもち、かつ高頻度のトリガーにも耐える測定器であることが確認された。これらのデータ解析に基づく結果は、平成16年度の9月、3月の物理学会で報告されている。なお、データ解析打合せのためイタリア、フローレンス大学の研究者2名が来日し、名古屋大と神奈川大学において、グループミィーティングを開催した。

本研究の目的は、CERN-LHCとして建設が予定されている、7TeVx7TeVの陽子衝突型加速器によって、実験室系で10^<17>eVのエネルギーにおける最前方粒子を測定するためのシャワー解像型カロリメータを開発することである。このために、研究実施計画に基づいて、以下のような研究を実施した。・LHC実験で装置が設置できるのは、幅が10cm程のビームパイプに挟まれた狭い場所であるので、シンチファイバー検出器やフロントエンド回路の形状を出来るだけコンパクトになるよう最適化する。・シンチレータのトリガー・シグナル用いて、フロントエンド回路で読み出すためのインターフェース、トリガーモジュールを試作する。・CERN-SPSの出来る限り高いエネルギーのビームライン(H4)で、電子、陽子によるビームテストを実施して、装置性能を実証する。上記の条件に適合するシンチファイバー検出器の開発を行ったのち、神奈川大学において名古屋大学STE研、芝浦工業大学のメンバーと協力して装置全体の組み立て、基本的な動作テストを実施し、スイスのCERNに輸送してSPSの陽子、電子ビーム照射実験を実施した。この結果、LHC実験の最前方で観測されるTeV領域のガンマ線(および中性子)に対して、エネルギーと位置の測定に十分な性能をもち、かつ高頻度のトリガーにも耐える測定器であることが確認された。これらのデータ解析に基づく結果は、平成16年度の9月、3月の物理学会で報告されている。なお、データ解析打合せのためイタリア、フローレンス大学の研究者2名が来日し、名古屋大と神奈川大学において、グループミィーティングを開催した。