（様式8） 1. 機関平成１５年度科学研究費補助金実績報告書（研究実績報告書）番号１１ 2. 研究機関名基盤研究 (B)(2) 4. 研究期間 3. 研究種目名５ 5. 課題番号１ 6. 研究課題名 7. 研究代表者研究者番５４３０４００７広島大学平成１５年度～平成１７年度９ＬＨＣ－ＡＬＩＣＥ実験ＰＷＯ結晶電磁力ロリメータ読み出し系の開発号８０１４４８０６研究代表者名ﾌﾘｶﾞﾅｽｷﾞﾀﾃﾄｵﾙ杉立，徹所属部局名大学院理学研究科職名教授 8.研究分担者(主な者を５名以内。所属機関名については、研究代表者の所属機関と異なる場合のみ記入すること。) 研究者番号研究分担者名所属機関名・所属部局名職名７０３５４７４３ﾌﾘｶﾞﾅ４０３０４３９９ﾌﾘｶﾞﾅ９０１１４６１０ﾌﾘｶﾞﾅｼｶﾞｷｹﾝﾀ志垣，賢太ﾎﾝﾏｹﾝｽｹ本間、謙輔ﾊﾏｶﾞｷﾋﾃﾞｷ浜垣，秀樹大学院理学研究科助教授大学院理学研究科助手東京大学大学院理学系研究科助教授ﾌﾘｶﾞﾅﾌﾘｶﾞﾅ 9. 研究実績の概要(国立情報学研究所でﾃﾞｰﾀﾍﾞｰｽ化するため、600字～800字で記入。図､ｸﾞﾗﾌ等は記載しないこと。) ＣＥＲＮ研究所ＬＨＣ加速器における超高エネルギー原子核衝突ＡＬＩＣＥ実験を準備する。現在遂行するＲＨＩＣ加速器を用いた研究と比較して到達エネルギー密度を５倍も上昇させる次期研究において、最も重要な物理信号は超高温度クォーク物質が熱輻射する光子である。この光子を測定するために、私たちは、ＡＬＩＣＥ実験環境において最高性能を発揮するタングステン酸鉛単結晶（以下ＰＷＯと略す）電磁カロリメータ（以下ＰＨＯＳと略す）を開発する。本研究は、ＰＷＯ結晶が発する極微量の蛍光を高精度で検出する光学読み出し系の開発を目的とする。光学素子には、日本の技術が世界のトップを切り開くアバランシェ光半導体素子（浜松ホトニクス社 S8664-55）（以下ＡＰＤと略す）の採用を決定した。さらに、同ＡＰＤ素子に最適化した表面実装型の前置増幅器を設計し、６００個を国内製作会社で試作した。ＡＰＤ素子と前置増幅器をＰＷＯ結晶と組み合わせた試作検出器を広島大学ＶＢＬ施設・超高速電子周回装置の引き出し電子線ビーム（１５０MeV）を用いて性能評価を行った。さらに、研究協力者であるクルチャトフ研究所グループおよびＣＥＲＮ研究所グループと協力し、同前置増幅器とＡＰＤ素子２５６組を載せたＰＨＯＳ実証機をＣＥＲＮ研究所に構築し、ＳＰＳ加速器テストビームを使った性能評価実験を実施した。その結果、相対エネルギー分解能σ/E=(3.6±0.2)%/√E⊕(1.1±0.3)%⊕(13±0.7)MeV/E とする世界最高レベルの高分解能を達成することに成功した。さらに、70GeV の荷電粒子ビームを銅原子核標的に入射し生成される光子を測定した。２光子崩壊する短寿命粒子の質量分布を計算し、7%の質量分解能で中性パイ中間子、3%の分解能でη中間子の観測に成功した。これより、ＡＰＤ素子および前置増幅器は、当初の性能に十分達成することを実証した。 ※ 成果の公表を見合わせる必要がある場合は、その理由及び差し控え期間等を記入した調書(A4判縦長横書き1枚)を添付すること。 10. キーワード (1) タングステン酸鉛結晶 (2) ＰＷＯ結晶 (3) 高分解能ＰＷＯ電磁カロリメータ (4) アバランシェ光素子 (5) クォーク物質 (6) ＡＬＩＣＥ実験 (7) ＡＰＤ素子 (8) ＰＨＯＳ検出器 (裏面に続く) 11.研究発表(発表予定を含む。但し、投稿中、投稿準備中は除く。) 〔雑誌論文〕著者名論雑誌文名標巻・号題発行年ページ－著者名雑論誌文名標巻・号題発行年ページ－著者名雑論誌文名標巻・号題発行年ページ－著者名雑論誌文名標巻・号題発行年ページ－著者名雑論誌文名標巻・号題発行年ページ－著者名雑論誌文名標巻・号題発行年ページ－〔図書〕著者名出書版名者発行年総ページ数 12.研究成果による工業所有権の出願・取得状況工業所有権の名称発明者名権利者名工業所有権の種類、番号出願年月日取得年月日