Bar-TOPにおける光の 群速度伝播の解析 名古屋大学 高エネルギー物理研究室 松石 武 (Matsuishi Takeru) 1.Motivation • 光の波動性の観点から媒質中での光子の伝播形態を見 た時,分散性をもつ媒質中では,光子は波束(wave packet)として記述され群速度(group velocity)で伝播する. • そのことが,TOPの時間分解能にどのような影響を与え るかを知りたい.(波長不定性による効果,σの波長依存 性) • 実際に,今使っているBar-TOPにおいて,計算値が示す 群速度を再現しているか確かめる.(検証) 2.光子の群速度伝播がTOPの時間分解能に与える影響 時間分解能の波長依存性 • 『波長依存性がもつ不定 性が効いてくる.』 • (TOP ) によって記述される. 垂直入射,L=1.73m, ⊿λ=60 10^-9m 3.Bar-TOPにおける光子の群速度の計算値 • 群速度の定義 角振動数ω=ω(k): kの2次以上の函数. d vg dk k0 Bar-TOPのω(k)函数 ck 8.2 109 1.44 126109 ck 8.2k 109 1.44 2 126k 109 (k ) レーザー波長λ=406nmのとき vg 1.98108 (m / s) (Bar-TOPの分散曲線) v ph 2.04108 (m / s) 4.TDCモジュールの線形性 • 入力する現実時間とTDCモジュールの出力値の関 係.(Cable delayによる方法を用いた) TDC count (傾き) 0.97878 0.00006 real tim e • TDCモジュールの出力値は上の割合で 現実時間より小さく出力される. 5.実験 Set up 回路系はTOPの室内実験用 と同じものを用いる. 6.光伝播部分の詳細 Radiator Barの両端面にミラーを取り付けレーザー光の反 射回数(=伝播距離)に応じたTDCスペクトラムを得るよう にする. Bar-Size: 200 1000 20mm (wid length depth) 光量: 1事象毎にPMT当たり1光子程度.1mradの拡がり. 7.測定結果 オシロスコープの 波形,及びTDC 分布から,伝播 距離,1m,3m, 5m,・・・17mの光 子を検出したこと を確認. 8.解析 • TDC分布をガウシアンで フィット,中心値を縦軸に, 伝播距離を横軸にとり, 直線の傾きの逆数から算 出. • このとき,先述のTDCモ ジュールの線形性を考慮 し較正を行う. 9.結果 • TDC分布を用いた解析により,以下の値を得る. vbar (1.98830 0.00043 0.00024) 108 (m / s) vair (3.021 0.001 0.021) 108 (m / s) • 統計誤差:TDCのガウス函数のフィット,測定点の直線に よるフィット,モジュールの線形性のフィットの誤差より算 出. 系統誤差:測定状況による誤差.(水平放出角Φの誤差) Bar中の光子は誤差の範囲内で有意に群速度伝播してい ることを確認. 8 vth 1.9810 (m / s)
© Copyright 2025 ExpyDoc