ミューオンイオン化冷却実証実験のための SciFiトラッカーのビームテストI -プロトタイプテストの実験計画とTOF評価- 大阪大学大学院理学研究科 堀越 篤 contents SciFiトラッカー KEK-PSにおける磁場中におけるプロトタイプの 性能テスト(2005 May,Sep) setup、測定内容 TOFに求められる性能、性能テスト(2005 Feb) MICEでのトラッカー 過去のビームテスト ビームテストのSciFiトラッカー 磁場の影響 性能テストの解析 性能テストでのACCの性能評価、ビームの評価 (Ⅱで 坂井賢一 講演) SciFiトラッカー:日米英共同開発 A. Khan, P. Kyberd, Brunel L. Tong Edinburgh A. Bross, J. Krider, R. Rucinski, P. Rubinov FNAL D. Kaplan, Y. Torun Illinois Institute of Technology G. Barber, M. Ellis, R. Hare, R. Goncalo†, K. Long, E. McKigney‡, C. Rogers Imperial College London K. Yoshimura KEK P. Cooke, R. Gamet Liverpool Y. Kuno, H. Sakamoto, A. Sato, M. Yoshida Osaka G. Hanson, A. Klier, Riverside X.Yang UCLA † Now at Royal Holloway College, University of London ‡ Now at Los Alamos National Laboratory, Arizona, USA. MICEのSciFiトラッカー SciFi:物質量減らすため0.35mmΦ、光量~10p.e 信号読み出し:量子効率80% のVLPC、低光量での検出効率を 上げる Wave guide 5station,直径30cm planeの構造:2重になっている 120 ° 3方向 VLPC プロトタイプ、宇宙線テスト プロトタイプトラッカー 宇宙線テスト用に製作 3stationからなる 宇宙線テストの結果 Npe : 10p.e 宇宙線のトラッキングに成功 station 磁場中でのプロトタイプの性能テスト に用いるSciFiトラッカー 1moduleに4station配置。 95 15 25 55 3stationは宇宙線テストの時製作 残り1stationは現在製作中 unit : cm プロトタイプテストのセットアップ(KEK-PS pi2) 各検出器の役割 TOF 運動量測定 π/μ識別 Aerogel π/μ識別 基本性能テスト SciFiトラッカーの光量 位置分解能 検出効率 高計数率耐性 磁場中での動作確認 SciFiトラッカーによる運動量測定 詳細テスト 低運動量μ(300~600MeV/c) エミッタンス再構築 運動量を観測するためにSciFi トラッカーを磁場中に置く L トラッカーの長さ 95cm ソレノイドによる磁場 1T L方向の運動量 PL(GeV/c) 回転角度 16 / PL (度) 超伝導ソレノイド:Super-JACEE バルーン実験 用ベッセル 中心磁場:1T φ850 円筒の中に SciFiトラッカー置く 正面 側面 奥行 1.3m TOFのデザイン ビームテストで用いる運動量 300~600MeV/c 上流 下流 (hodoscope) 時間分解能低下の原因 π/μPID>3σ=230ps に必要な時間分解能 50ps 50ps PMT (BESS実験で使用) PMTと磁場の非平行性 R6504S , fine mesh , 19DY guide7による形状最適化 長いライトガイド 漏れ磁場 PMTの磁場:1500Gauss,ほぼ平行 ⇒TOFの形状 :条件を満たしている コイル TOF・ACC性能テスト(KEK-PS pi2, Feb 2005) Guide7シミュレーション テストカウンター製作 時間分解能:47ps 実際の時間分解能測定 性能テストのセットアップ ref1,2 でビーム位置を絞る 解析 σ2 (tof) 1 {σ2 (tof ref1) 2 σ(tofref1) =64ps σ2 (tof ref2) σ2 (ref1 ref2)} ⇒σ(tof)=49ps position scan 時間分解能 [ps] 90 黒:PMTR 白:PMTL 黒(下側) weighted mean 50 位置によらず50psで安定 PID条件50psを満たしている! 0 -20 0 20 中心からの距離 [cm] summary TOF性能テスト (KEK-PST577, Feb. 1~Feb.7) TOFの時間分解能:位置に依らずおよそ50ps 今後の予定 TOFを10本作りhodoscpe作成 プロトタイプテスト PhaseⅠ:(KEK-PS pi2, May 2005) PhaseⅡ: (KEK-PS pi2, Sep 2005)
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