デッドタイムフリー電子回路を用いた太陽ニュートリノの広帯域実時間観測

使用无死区电子电路对太阳中微子进行宽带实时观测

• 批准号: 10J01860
• 负责人: 竹本 康浩
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J01860/
• 关键词: 素粒子実験; 太陽ニュートリノ; デッドタイムフリー; 電子回路; データ収集(DAQ); デッドタイムフリー電子回路

KamLANDにおける太陽ニュートリノ観測においては,主たるバッググラウンド事象は,検出器外部から入射するガンマ線,検出器内部の放射性不純物,宇宙線ミュー粒子による原子核破砕事象に由来する不安定核によりもたらされる.ガンマ線はKamLAND中央部を選択的に用いることにより効果的に減らすことができ,また不純物に関しては,2007～2009にわたり,液体シンチレータの蒸溜を行い,極限まで低減した.一方,原子核破砕事象および,その後の不安定核の崩壊事象は既存電子回路が不感状態になるためにデータ収集が不十分であった.この点を補うため,新規にデッドタイムフリー電子回路を開発した.本年度の研究においては,デッドタイムフリー電子回路を用い,宇宙線ミュー粒子による原子核破砕由来の不安定核の崩壊事象同定を第一の目標として,ついで,それによる太陽ニュートリノの高精度観測を第二の目標として研究を行った.まず,不安定核の検出に必須である,データ収集の安定化と正当性を保証するために,データ収集系に改良を加え,オンラインデータ解析ツールによるデータの常時評価を行った.この結果とデータ収集コントロールツールの改良により,異常の自動発見と異常時のデータ収集の自動再起動を可能とし,これによって正常データ収集時間の最大化を図った.これにより,データ収集時間のうちの90%以上のデータ利用を可能とした.ついで,取得したデータについて不安定核の同定の解析を行った.ここで,不安定核の生成と同時に生成され,不安定核崩壊事象同定に必須である中性子事象同定の解析を行い,その結果を用い,短寿命の不安定核^<10>Cの事象同定により評価を行った.この結果,データ収集の時間のvetoを行わない状態で~60%の同定効率,データ収集時間の～7%のvetoにより~85%の同定効率を達成した.さらに不安定核^<11>Cの事象同定が今後の鍵である.

KamLAND に お け る sun ニ ュ ー ト リ ノ 観 measuring に お い て は, Lord た る バ ッ グ グ ラ ウ ン ド things like は, 検 extractor external か ら incident す る ガ ン マ line, 検 extractor internal の radioactive impurity content, cosmic ray ミ ュ ー particle に よ る nuclei broken 砕 things like に origin す る unrest nuclear に よ り も た ら さ れ る. ガ ン マ line は KamLAND The central department を sentaku に with い る こ と に よ り unseen fruit に minus ら す こ と が で き, ま た impurity content に masato し て は, 2007 ~ 2009 に わ た り, liquid シ ン チ レ ー タ の distilling を い, limit ま で low cut し た. Side, nuclei broken 砕 things like お よ び, そ の の unrest after nuclear の collapse 壊 things like は existing electronic circuit が didn't state に な る た め に デ ー タ 収 set が not quite で あ っ た. こ の fill point を う た め, new rules に デ ッ ド タ イ ム フ リ ー electronic circuit を 発 open し た. This annual の study に お い て は, デ ッ ド タ イ ム フ リ ー electronic circuit を い, cosmic ray ミ ュ ー particle に よ る nuclei broken 砕 origin の unrest nuclear の collapse 壊 things like を first の goal set with と し て, つ い で, そ れ に よ る sun ニ ュ ー ト リ ノ の high-precision 観 を second の target と し を line っ て research た. ま ず, unstable nuclear の 検 に will out Must で あ る, デ ー タ 収 set の stabilization と legitimacy を guarantee す る た め に, デ ー タ 収 set is improved に を え, オ ン ラ イ ン デ ー タ parsing ツ ー ル に よ る デ ー タ の often editorial 価 を line っ た. こ の results と デ ー タ 収 set コ ン ト ロ ー ル ツ ー ル の improved に よ り, abnormal の automatic 発 see と exception の デ ー タ の 収 set automatic restart を can Can と し, こ れ に よ っ て normal デ ー タ 収 set maximum time の を 図 っ た. こ れ に よ り, デ ー タ 収 set time の う ち の 90% の デ ー タ may use を と し た. つ い で, obtain し た デ ー タ に つ い て unrest nuclear の with fixed line analytical を の っ た. こ こ で, unstable nuclear の generated と に at the same time generate さ れ, unstable nuclear collapse 壊 As with に set must be で あ る temper in things like be の parsing を い, そ の results を い, short life の unrest nuclear ^ < > 10 C の things like be に よ り review 価 を line っ た. こ の results, デ ー タ 収 set の time の veto を line わ な い state で ~ 60% の with fixed working rate, デ ー タ 収 set time の ~ 7% の veto に よ り ~ 85% の The same fixed efficiency を reaches the た. Youdaoplaceholder2 the unstable nucleus ^<11>C the same fixed situation が the subsequent <s:1> key である.

项目成果

Dead-time free DAQ with MoGURA and its contribution to KamLAND experiment

MoGURA 的无死区时间 DAQ 及其对 KamLAND 实验的贡献

• 发表时间: 2011
• 作者: A.Gando;et al;渡邊裕樹;The KamLAND Collaboration;渡邊裕樹;竹本康浩;竹本康浩;Takemoto Yasuhiro
• 通讯作者: Takemoto Yasuhiro

KamLANDにおけるCdWO_4結晶を用いた二重ベータ崩壊実験研究

KamLAND 使用 CdWO_4 晶体进行双 β 衰变实验研究

• 发表时间: 2011
• 作者: Yuichi Fujimura;Hirofumi Sakai;竹本康浩
• 通讯作者: 竹本康浩

Constrains on θ_<13> from a three-flavor oscillation analysis of reactor antinuetions at KamLAND

KamLAND 反应堆反扰动的三味振荡分析对 θ_<13> 的约束

• 发表时间: 2011
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: A.Gando;et al;渡邊裕樹;The KamLAND Collaboration
• 通讯作者: The KamLAND Collaboration

KamLAND実験とデッドタイムフリーDAQの寄与

KamLAND 实验和无死区时间 DAQ 的贡献

• 发表时间: 2011
• 作者: K.Takahashi;K.Mawatari;Y.Sugii;A.Hibara;T.Kitamori;竹本康浩
• 通讯作者: 竹本康浩