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

点击翻译按钮获取中文摘要

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。