CERN-LHCにおける高輝度ビーム実験用解像型カロリメータ検出回路の開発

开发用于 CERN-LHC 高亮度光束实验的高分辨率量热计检测电路

• 批准号: 19012003
• 负责人: 鳥居 祥二
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Waseda University
• 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: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19012003/
• 关键词: 宇宙線; LHC; 高エネルギー相互作用; 前方領域; 最高エネルギー; シミュレーション計算; シンチファイバー検出器

CERN-LHCにおける最前方粒子測定実験"LHCf"は、LHC委員会からの承認を受けて2008年の前半には、ARM#1とARM#2と呼ぶ2台の測定器をアトラス衝突点(IP1)の両側に設置している。しかしながら、LHCにおける冷却システムの事故により、陽子衝突実験は2009年の夏以降に実施が延期されている。それにともない、本研究で検出器の準備を行う重原子核衝突実験の予定もまだ未定のままである。本研究では、当初の予定通りに、ARM#1の解像型力ロリメータの性能向上により、陽子一原子核、原子核同士の衝突実験のために、高頻度(>10MHz)トリガーで利用可能な測定器の基礎開発を行った。このため、CMSSiliconPre-showerのために開発された、LHCの25nsビームバンチに対応するASlC(PACE3チップ)を用いてマルチアノード光電子増倍管読み出し回路システムの検討を行った。PACE3の特性とその動作仕様を確認するため、光電子増倍管読み出しに必要な改良点の検討をフィレンツェ大学のARM#2の開発担当者と行った。PACE3はシリコン読み出し用として製作されているため、光電子増倍管用の改良のための主要な部分は、入力極性を正から負に変換することである。回路試作を含む検討の結果、レベル設定の変更により負極性の読み出しにおいても十分に利用が可能であることが確認できた。このため、PACE3とテスト用読み出しシステムを入手し、光電子増倍管の出力について動作確認を実施した。そして、PACE3の入力電荷量に最適化した64アノード光電子増倍管の改良型を用いて、性能評価試験を行った後に、前置回路システムの設計仕様を確定し、回路試作を実施している。今後は、フィレンツェ大と共同してCE剛-SPSを用いた試作回路の総合的評価を2009年8月に行う予定である。

CERN-LHC front-most particle measurement facility "LHCf" was recognized by the LHC Committee in the first half of 2008, and ARM#1 and ARM#2 were installed on the second side of the collision point (IP1). The LHC's cooling system has been delayed since summer 2009. In this study, the detector was prepared for heavy nuclear conflict and the detector was determined. In this study, the performance of ARM#1 resolvers was improved, and the high frequency (>10MHz) resolvers were used to determine the basic development of potential detectors. The development of CMSSilicon Pre-shower, LHC 25ns video system for ASlC(PACE3), and the application of photoelectron multiplier tube output circuit are discussed. The characteristics and operation of PACE3 are confirmed, and the development of ARM #2 of the University is discussed. Pace3 is an improved photoelectron multiplier with positive and negative input polarity. The circuit test includes the result of the test, the change of the setting, the change of the polarity, the change of the potential, and the change of the confirmation. For the first time, PACE3 is used to confirm the output of the optoelectronic multiplier tube. After the improved version of the 64-million-dollar optoelectronic multiplier with optimized input charge of PACE3 and performance evaluation tests were conducted, the design specifications of the front-end loop system were determined and the loop trials were implemented. In the future, the evaluation of the integration of CE rigid and SPS test circuits will be scheduled for August 2009.

项目成果

Status of the LHCf experiment

LHCf 实验现状

• 发表时间: 2022
• 作者: Sakamoto Mitsuo;Sakurai Naomi;Tanno Hiroki;Iino Takao;Ohkuma Moriya;Endo Akihito;Ken Ohashi
• 通讯作者: Ken Ohashi

SciFi検出器を用いたシャワー再構成評価

使用 SciFi 探测器进行淋浴重建评估

• 发表时间: 2008
• 作者: 水石光紀、鳥居祥二;他
• 通讯作者: 他

10^<17>eVにおける最前方粒子測定実験LHCf-全体報告(08年春)-

最前沿的粒子测量实验 LHCf at 10^<17>eV - 完整报告（2008 年春季）-

• 发表时间: 2008
• 作者: 〓隆志;他
• 通讯作者: 他

Performance of the Prototype Detector for the LHCf Experiment

LHCf 实验原型探测器的性能

• 发表时间: 2007
• 期刊: Nuclear Instrument and Methods in Physics Research, A (In press)
• 作者: 竹村次朗;Bui tan Man;渡部要一;田中政典;T.Sako et al.
• 通讯作者: T.Sako et al.

LHCf : Measuring Zero Degree Photons and Neutrons at LHC for Cosmic Ray Physics

LHCf：在大型强子对撞机上测量零度光子和中子以实现宇宙射线物理学

• 发表时间: 2007
• 作者: 高橋大輔;他;原田彰宏;K. Kasahara
• 通讯作者: K. Kasahara