高エネルギー・ジェット粒子飛跡検出器の開発研究

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電子・陽電子衝突型加速器での粒子検出装置に組み込まれる高エネルギー・ジェット粒子飛跡検出器として、二種のドリフト・チェンバー(Inner Drift Chamber および Barrel Drift Chamber)の開発・試作研究を行った。 プロトタイプ・チェンバーの試作、関連したエレクトロニクスの開発、飛跡再構成ソフトウェアの開発の結果、実際に、高エネルギー物理学研究所のトリスタン電子・陽電子衝突型加速器の実験装置のひとつであるトパーズに組み込まれる飛跡検出器として次のような性能のものが実現できることを実証した。衝突点近傍に置かれるInner Drift Chamberは、直径60cm,長さ1.6mの円筒型をしており、同心円状に、10点の位置測定ができ、各層には、128本の位置測定用ワイヤーが配置されている。このドリフト・チェンバーでは、100μm以下の精度で、飛跡の検出ができることを、確めた。更に、ワイヤー方向の位置検出も、新しく開発した、ディレイライン・陰極を用いることにより、約1cmの精度が実現できた。更にこのドリフト・チェンバーの情報を使って、本当に電子・陽電子衝突の結果発生した粒子飛跡か、あるいは、宇宙線などのバックグラウンド飛跡かを高速に判定するトリガー・エレクトロニクスの開発を行った。特殊な論理回路により、1μs以内に判定することができた。超電導ソレノイド電磁石の外側に置かれる、Barrel Drift Chamberは、直径3.4m,長さ4.6m,厚さ15cmの円筒型ドリフト・チェンバーであり、36mm×26mmの導電性プラスチック・ドリフト・チューブが4層に積層されており、各チューブの中心には、100μmの位置測定用ワイヤーが配置される。 この種のドリフト・チューブでも、200μmの位置測定精度が可能であることが確められた。これらの開発結果にもとづいて、トリスタンのトパーズ測定装置に組み込む実機の製作をすすめており、近く完成の予定である。