LHC加速器実験による超高エネルギー宇宙線の大気シャワーモデルの研究

利用LHC加速器实验研究超高能宇宙线大气簇射模型

基本信息

批准号：
07J05437
负责人：
毛受弘彰
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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/grant/KAKENHI-PROJECT-07J05437/
关键词：
LHCf実験超高エネルギー宇宙線 LHC加速器

项目摘要

私が参加しているLHCf実験は、CERN研究所のLHC(Large Hadron Collider)加速器を用いて実験室系で10^<17>eVのハドロン相互作用を測定することで、超高エネルギー宇宙線が地球大気と衝突する際の相互作用モデルを検証することを目的とした実験である。本年度は、当初のLHCのスケジュールでは、10月ごろにLHCfの測定を行う予定であったが、LHC加速器の故障により、測定は2009年に延期になってしまった。測定は行うことが出来なかったが、LHCf実験の準備が順調進み、夏には測定準備を完了することが出来たことは本年度の成果の1つであるといえるだろう。具体的には、まだビームラインへの設置が行われていなかったフロントカウンター検出器の設置を6月に完了し、2007年度末の段階で完全ではなかったデータ取得システムを完成させ、24時間安定稼動するシステムを構築することができた。ATLAS実験との同時データ取得試験を行い、2つの測定イベントを対応付けることに成功した。またシミュレーションにおけるLHCf実験の性能評価を行った。このために、LHCの陽子衝突から検出器応答までを扱うフルモンテカルロシミュレーションの構築をした。私は、π^0中間子測定に着目して研究を行った。π^0中間子は生成後すぐに2つのガンマ線に崩壊し、LHCf検出器でこの2つのガンマ線を同時に測定することにより、π^0中間子の静止質量、エネルギー、運動量を再構成することができる。π^0中間子測定では、再構成された静止質量でカットをかけることにより有意にバックグラウンド粒子を除去することができる利点がある。このπ^0測定を用いてのハドロン相互作用の検証能力の検証を行い、LHCf実験が十分な能力を有していることを確認した。

我参加的LHCF实验是一个实验，目的是通过使用CERN Institute的大型Hadron collider加速器在实验室系统中测量10^<17> EV Hadron在实验室系统中与地球大气相撞时验证相互作用模型。今年，最初的LHC时间表是在10月左右测量LHCF，但是由于LHC加速器的失败，测量值已推迟到2009年。尽管我们无法执行测量值，但今年的结果之一是，LHCF实验的准备工作顺利进行，并且在夏季完成了测量的过程。具体而言，尚未在光束线上安装的前反检测器的安装于6月完成，并且在2007财政年度结束时尚未完成的数据采集系统已经完成，并且建立了每天可以稳定运行24小时的系统。我们与Atlas实验进行了同时进行数据采集测试，并成功地关联了两个测量事件。另外，在模拟中对LHCF实验进行了性能评估。为此，我们构建了一个完整的蒙特卡洛模拟，该模拟处理了从LHC中的质子碰撞到检测器响应的所有内容。我进行了研究，重点是π^0介子测量。编队后立即将π^0介子腐烂成两个伽玛射线，并通过与LHCF检测器同时测量这两个伽玛射线，可以重建π^0介体的静止质量，能量和动量。 π^0介子测量的优点是，可以通过重建的静止质量切割来显着去除背景粒子。使用此π^0测量，验证了验证强子相互作用的能力，并确认LHCF实验具有足够的功能。