μ粒子寿命の超精密測定のための検出器開発

超精密测量μ粒子寿命的探测器开发

• 批准号: 14740159
• 负责人: 板橋 健太
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14740159/
• 关键词: チェレンコフ光; 光電子倍増管; ミューエスアール法; 光ファイバー; μ粒子; 寿命; チェレンコフ; 光電子増倍管; 検出器開発

前年度予算で購入した放射体,光電子増倍管,光ファイバーを用いて検出器二基を試作した。試作前のシミュレーションにより,放射体の形状を当初の設計から変更しないと,検出効率にばらつきがあることがわかった。そのため形状を変更した放射体を作成する事にし,さらに光ファイバーも計算により当初予定より短い10cmに変更した。光ファイバーには三菱レイヨン社製CK-120を用いた。有効面積をあげるために、クラッド直径2.0mm,1.0mmの二種類の光ファイバーを束ねて、隙間なく埋めることにした。結果、コアの断面積はライトガイド全体に対して約87%となり、透過率を計算に入れても85%以上の集光透過効率を達成した。光電子増倍管としては浜松ホトニクス社製H1161-50(R329-02)を用いた。上記で試作した検出器を宇宙線を用いて性能評価試験を行った。検出器上方にシンチレーション検出器二基を配置して入射宇宙線を同定すると同時に入射位置と角度を制限し、検出器の応答を計測するという方法を用いた。まず、検出器の時間分解能であるが、通常のシンチレーション検出器と比べてもきわめて短い立ち上がり時間である事がわかった。立ち上がり時間で約2nsであり、殆ど光電子増倍管自身と同等である。つまり、高速応答の光電子増倍管を用いることで時間分解能が向上する可能性を秘めている。次に検出効率であるが、設定閾値にもよるが0度方向でおおよそ50%、15度方向で25%程度となり、期待していた程度の指向性がある事がわかった。しかし宇宙線では統計をためるのに膨大な時間を要するため詳しい性能評価は困難でもあるドイツGSI研究所の加速器施設および英国ラザフォードの実験施設でのテスト実験を検討し準備を行っている。

The previous year's forecast was to purchase a two-base test for emitters, optoelectronic multipliers, and optical detectors. Before the trial, the shape of the radiator changed from the original design to the new design, and the efficiency changed from the original design to the new design. The shape of the radiator is changed, and the light is changed. The Mitsubishi CK-120 is used in the light industry. There are two kinds of light beams with diameters of 2.0mm and 1.0mm, and the gap is buried. As a result, the total area of the light beam is about 87%, and the transmittance is calculated to be more than 85%. Optoelectronic multiplier tubes are used in the production of H1161-50(R329-02). In the past, the performance of the detector was evaluated. The two bases of the detector are configured to determine the incident cosmic rays, and the incident position and angle are controlled. The time resolution of the detector can be changed. The time resolution of the detector can be changed. The time resolution of the detector can be changed. The standing time is about 2 ns, and the photoelectron multiplier tube itself is equal. The time resolution of photoelectron multiplier tubes for high-speed response is possible. The next step is to set the threshold value to 0 degrees, to 50%, to 15 degrees, to 25%, and to expect the directivity. Cosmic ray statistics and expansion time are important for detailed performance evaluation and preparation of accelerator facilities at the GSI Institute and the United Kingdom.

项目成果

H.Geissel et al.(主著者は研究代表者): "Deeply bound 1S and 2P pionic states in 205Pb and determination of the S-wave part of the pion--nucleus interaction"Physical Review Letters. 88. 122301 (2002)

H.Geissel 等人（主要作者）：“205Pb 中的深层束缚 1S 和 2P 介子态以及介子-核相互作用的 S 波部分的测定”《物理评论快报》88. 122301 (2002)。

G.Beer et al.: "A NEW METHOD TO OBTAIN A PRECISE VALUE OF THE MASS OF THE CHARGED KAON"Physics Letters. B535. 52-58 (2002)

G.Beer 等人：“一种获得带电 KAON 质量精确值的新方法”物理快报。