アトラス実験初段トリガーの研究開発

次世代高エネルギー加速器として現在建設中(2007年実験開始予定)のLHCは、陽子・陽子衝突の重心系エネルギーが14TeVと人類未踏のエネルギーフロンティアであり、ヒッグス粒子や超対称性などの標準模型を超える物理の探索が期待される。私はLHCにおけるATLAS実験に参加し、薄ギャップチェンバー(TGC)を用いたエンドキャップ部初段ミューオントリガー系用エレクトロニクスの開発を行った。各エレクトロニクスモジュールを接続して初めてシステム全体として統合試験を行った。テストパルスを用いた読み出し系・トリガー系の動作確認の手法、タイミング調整手法などを確立して一つのシステムとして組み上げ、平成15年5月にはTGCチェンバー本体とも接続し、欧州原子核研究機構(CERN)SPS加速器からのミューオンビームを用いてデータ収集を成功させた。しかし、収集したデータを解析した結果1つのエレクトロニクスモジュールに不具合が見つかりこれを修正した。平成15年9月には再びCERN SPS加速器からのミューオンビームを用いてデータ収集を行った。実ミューオンに対し、シュミレーション結果とハードウェアトリガー演算結果が一致しかつ安定に動作させることができた。フロントエンドの微調整ディレイを用いてビームバンチとクロックとの間のフェーズを最適化してトリガー効率を最大にすることができた。25nsという高エネルギー実験初の非常に短いバンチ間隔でTGCチェンバー、エレクトロニクスともに正しく動作しバンチ特定が出来ることを示した。トリガー効率は99%以上を得た。また、DAQ上位システムや他の検出器などとも統合しても問題なく稼動させることができた。

次世代高エネルギー加速器として現在建設中(2007年実験開始予定)のLHCは、陽子・陽子衝突の重心系エネルギーが14TeVと人類未踏のエネルギーフロンティアであり、ヒッグス粒子や超対称性などの標準模型を超える物理の探索が期待される。私はLHCにおけるATLAS実験に参加し、薄ギャップチェンバー(TGC)を用いたエンドキャップ部初段ミューオントリガー系用エレクトロニクスの開発を行った。各エレクトロニクスモジュールを接続して初めてシステム全体として統合試験を行った。テストパルスを用いた読み出し系・トリガー系の動作確認の手法、タイミング調整手法などを確立して一つのシステムとして組み上げ、平成15年5月にはTGCチェンバー本体とも接続し、欧州原子核研究機構(CERN)SPS加速器からのミューオンビームを用いてデータ収集を成功させた。しかし、収集したデータを解析した結果1つのエレクトロニクスモジュールに不具合が見つかりこれを修正した。平成15年9月には再びCERN SPS加速器からのミューオンビームを用いてデータ収集を行った。実ミューオンに対し、シュミレーション結果とハードウェアトリガー演算結果が一致しかつ安定に動作させることができた。フロントエンドの微調整ディレイを用いてビームバンチとクロックとの間のフェーズを最適化してトリガー効率を最大にすることができた。25nsという高エネルギー実験初の非常に短いバンチ間隔でTGCチェンバー、エレクトロニクスともに正しく動作しバンチ特定が出来ることを示した。トリガー効率は99%以上を得た。また、DAQ上位システムや他の検出器などとも統合しても問題なく稼動させることができた。