Development of a high position and high time resolution detector for study of nucleon structure

开发用于研究核子结构的高位置、高时间分辨率探测器

• 批准号: 21K13939
• 负责人: 冨田 夏希
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University (2022)Osaka University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K13939/
• 关键词: RPC検出器; 飛跡検出器; タイミング検出器; 核子構造; ミューオン検出器

これまで主に粒子飛行時間測定用に用いられてきた、Multigap Resistive Plate Chamber(MRPC)検出器を用い、粒子の通過位置と通過時間を同時に高精度で測定できるミューオン検出器の開発を行う。ミューオン検出器は、J-PARCにおいて核子構造研究のための排他的ドレルヤン反応(π-p→γ*n→μ+μ-n)断面積測定に用いる。MRPC検出器はガラスを積み重ねた構造のガス検出器である。ガラスの外側に電圧印可用のカーボンが貼られ、さらにその外側の読み出しストリップから信号の読み出しを行う。これまでの飛行時間測定用のMRPC検出器には、幅25 mm程度の読み出しストリップが用いられてきた。位置測定用のMRPC検出器では、読み出しストリップを数mm程度の幅に狭める。RPC検出器は手作業で組み立てを行う検出器である。本研究では新しいガス筐体デザイン、5 mmと間隔の短い読み出しストリップ、1 m x 0.5 mの大型のMRPC検出器の製作技術の確立を行った。読み出しストリップは1～4 mmの間で様々な太さで製作した。製作したMRPC検出器は、宇宙線およびSPring-8/LEPS2の電子ビームを用い、性能評価を行った。位置分解能・時間分解能・検出効率の評価を行い、読み出しストリップの太さやグランドの接続方法の最適化が完了した。一方、電圧印可に用いる炭素電極用のカーボンテープの生産が終了し、代替品を試験する必要が出た。海外のMRPC検出器で用いられているカーボンスプレー等の試験を行った。

我们将开发一个可以使用多盖板电阻板室（MRPC）检测器同时测量粒子的传递位置和传递时间，该粒子的传递位置和传递时间主要用于测量到现在为止的粒子飞行时间。 MUON检测器用于J-PARC，用于dorelujan反应（π-P→γ*n→μ+μ-N）横截面面积测量，用于核子结构研究。 MRPC检测器是具有堆叠玻璃结构的气体检测器。将碳应用于玻璃的外部，该玻璃允许施加电压，并从玻璃外的读带中读取信号。以前用于测量飞行时间的MRPC检测器使用了约25 mm的读取条。在MRPC检测器进行位置测量器中，读取条的宽度约为几毫米。 RPC检测器是手动组装的检测器。这项研究建立了一种新的气体外壳设计，短间距为5 mm和大型MRPC检测器，以及用于制造1 m x 0.5 m的技术。读取条以1至4 mm之间的各种厚度制造。使用宇宙射线和弹簧-8/LEPS2电子束评估了产生的MRPC检测器。评估了位置分辨率，时间分辨率和检测效率，并完成了读取条和接地连接方法的厚度的优化。同时，用于电压施用的碳电极的碳胶带的生产已经结束，并且已经有必要测试替代方案。对海外MRPC探测器中使用的碳喷雾剂和其他产品进行了测试。

项目成果

排他的ドレルヤン反応を用いた核子構造研究のためのミューオン検出器の開発

利用独家 Drelyan 反应开发用于核子结构研究的 μ 子探测器

• 发表时间: 2021
• 作者: 林双葉;宇田隆佑;冨田夏希;阪口篤志;白鳥昂太郎;徳田恵;山本勇次;Wen-Chen Chang;Ming-Lee Chu;Chia-Yu Hsieh;Roger Wendell;他J-PARC E50コラボレーション;冨田夏希
• 通讯作者: 冨田夏希

Development of a Precise Time and Position Resolution TOF-tracker Resistive Plate Chamber for the study of proton structure at J-PARC

开发精确时间和位置分辨率 TOF 跟踪器电阻板室，用于 J-PARC 质子结构研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 林双葉;宇田隆佑;冨田夏希;阪口篤志;白鳥昂太郎;野海博之;Wen-Chen Chang;Ming-Lee Chu;Chia-Yu Hsieh;Natsuki Tomida;Natsuki Tomida;Natsuki Tomida;冨田 夏希;Ryusuke Uda
• 通讯作者: Ryusuke Uda

J-PARC π20ビームラインで用いるResistive Plate Chamber(RPC)の開発

开发用于 J-PARC π20 光束线的电阻板室 (RPC)

• 发表时间: 2022
• 作者: 宇田隆佑;林双葉;冨田夏希;阪口篤志;白鳥昴太郎;Wen-Chen Chang;Ming-Lee Chu;Chia-Yu Hsieh
• 通讯作者: Chia-Yu Hsieh

Probe inside a proton

质子内部的探针

• 发表时间: 2023
• 作者: Natsuki Tomida

飛行時間測定用大型Resistive Plate Chamberの開発

开发用于飞行时间测量的大型电阻板室

• 发表时间: 2022
• 作者: 林双葉;宇田隆佑;冨田夏希;阪口篤志;白鳥昂太郎;徳田恵;山本勇次;Wen-Chen Chang;Ming-Lee Chu;Chia-Yu Hsieh;Roger Wendell;他J-PARC E50コラボレーション
• 通讯作者: 他J-PARC E50コラボレーション