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高エネルギー宇宙ニュートリノ探索用高効率光電子増倍管の開発

寻找高能宇宙中微子的高效光电倍增管的研制

基本信息

批准号：
15740135
负责人：
吉田滋
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15740135/
关键词：
ニュートリノ宇宙線天文学南極物理学

项目摘要

昨年度(平成15年度)開発、較正した光電子増倍管を組み込んだ光検出器モジュール(Digital Optical Module - DOM)を組み上げ、紫外光に関する応答を計測する装置を開発した。DOMは10インチ光電子増倍管を紫外線透過型ジェル及び地球磁気シールドで包み、高圧電源、回路系と共に耐圧ガラス球内に収容したものである。このモジュールがIceCube検出器として南極深氷河に埋設される。氷河内を伝播するチェレンコフ光は散乱を受け、DOM球内にあらゆる角度から入射する。このため、DOMの光検出効率の角度、方向による依存性を精密測定する必要がある。特に高エネルギーニュートリノ事象ではチェレンコフ光が光電面の反対側から反射によって回り込む可能性があり、球面を4πスキャンすることが重要である。そこで2軸モータで制御されたアーム上にLED光源を実装し、DOM球面を前面スキャンする装置を作成し、スキャンを開始した。初期測定の結果では光電面正面からの紫外光に比べ、真横から入射する光子の検出効率は20%程度であることが示されている。今後、この測定装置を用いて、年間10個程度のDOMについて4πスキャンすると共に、絶対較正も行い、「基準」DOMを作成する予定である。これらの測定結果はデータライブラリー化され、IceCubeデータ解析に使用される。一方、これらの測定結果の信頼性を上げるために、シミューレーションによってデータを再現する試みを行った。Geant4ベースでDOM応答のシミュレータを開発した。測定データとは30%程度以内では揃っているが、今後改良の必要がある。この手法が確立されれば「基準」DOM以外のDOMについて平均的な振る舞いを予測することが可能になる。

Last year (2015), the development of a device for measuring ultraviolet light and ultraviolet light was carried out in the development of an optoelectronic multiplier tube assembly, an optical detector (Digital Optical Module-DOM) assembly, and a correction device. DOM 10:00: The IceCube detector is buried in the Antarctic Deep River. The angle of incidence of light in the DOM sphere is different from that in the air. It is necessary to accurately measure the angle and direction of DOM's light emission rate. Special high-quality products, such as light, reflection, etc., are important for the possibility of reflection, spherical surface, etc. 2-axis control system LED light source installation, DOM front screen installation, screen installation The initial measurement results show that the detection efficiency of ultraviolet light from the front of the photoelectric plane is about 20%, and the detection efficiency of photons from the true horizontal direction is about 20%. In the future, the measurement device will be used in 10 different levels of DOM, such as total, absolute alignment, and "reference" DOM creation. The results of this measurement are: IceCube data analysis The reliability of the results of the test was improved. Geant4: The DOM is open. To determine whether or not to be within 30%, it is necessary to improve it in the future. This technique is established in addition to the "baseline" DOM, which is expected to be possible in the event of average vibration.