ストレンジB中間子混合測定の為の人工単結晶ダイヤモンドピクセル検出器の開発

开发用于奇异B介子混合测量的人造单晶金刚石像素探测器

• 批准号: 10740122
• 负责人: 羽澄 昌史
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10740122/
• 关键词: 素粒子物理; ストレンジB中間子; 人工単結晶ダイヤモンド; ピクセル検出器; 崩壊点検出器

ストレンジB中間子混合の測定に必要な位置分解能の実現には、衝突型加速器の衝突点から1cm以内でも長期使用可能な高耐放射線性検出器が必要である。本研究の目的は、このために、人工単結晶(CVDではない)ダイヤモンドを用いたピクセル型位置検出器の開発を行い、従来型検出器との比較を行うことにある。さらに、得られた結果をもとに次世代の衝突型加速器を想定したモンテカルロシミュレーションを行い、最適な崩壊点検出器のデザインを考察することにある。前年度に、2.5mm角の合成ダイヤモンド単結晶(住友電子工業伊丹製作所が製作)を用いSr90ベータ線源に対する応答を調べたところ、分極現象による計数率の低下が問題となった。対策として電極の改善が考えられたが、当該研究の期間内には無理と判断し、今年度はGEANTをもとにしたモンテカルロシミュレーションに的を絞った。KEK-Bファクトリーを例にとり、検出器をよりビームの近傍に設置したときの位置分解能を調べた。現行のデザイン(測定器の位置が、最も近いところで、ビームから約3cm)と比べ、半径を1/2(約1.5cm)にすると、崩壊点の位置分解能が20%ないし30%向上することが解った。又、更に小さい半径を実現するには、シンクロトロン光の遮断を加速器のデザインに立ち戻って考える必要があるという結論に達した。この改善ではストレンジB中間子混合をKEK-Bファクトリーで観測することは難しい。しかし研究を遂行する中で、私は、この改良が、直接的CPの破れを様々なB中間子崩壊モードで探索する際のバックグラウンド事象除去に本質的な役割を果たし得る事に気づいた。これは今後検討に値する課題となった。

为了实现测量奇怪的B梅森混合所需的位置分辨率，这是一种高度耐辐射的检测器，即使在碰撞加速器的影响点的1厘米内也可以长时间使用。这项研究的目的是使用人工单晶（不是CVD）钻石开发像素型位置检测器，以将其与常规检测器进行比较。此外，根据获得的结果，我们将基于下一代碰撞加速器的假设进行蒙特卡洛模拟，并考虑最佳塌陷点检测器的设计。在上一年，当我们使用2.5毫米平方合成钻石单晶（由Sumitomo Electronics Industries Itami Seisakusho生产）对SR90 BETA源的反应时，偏振率引起的计数率下降成为问题。作为对策，考虑了电极的改进，但是我们认为这是在研究期间不可能的，因此今年我们专注于基于Geant的蒙特卡洛模拟。以kek-b工厂为例，检查检测器将探测器进一步放置在梁附近时的位置分辨率。已经发现，当前设计的1/2（约1.5厘米）（测量仪器最接近距离梁约3厘米），将塌陷点的位置分辨率增加20％至30％。它还得出结论，为了达到更小的半径，有必要返回加速器的设计以阻断同步灯。通过这种改进，很难在Kek-B工厂观察到奇怪的B Meson混合。但是，在进行研究时，我意识到，这种改进可能在消除背景事件中起着至关重要的作用。这已成为值得考虑的问题。

项目成果

M.Tanaka,M.Hazumi,J.Ryuko,K.Sumisawa,D.Marlow: "A Control and Readout System for the BELLE Silicon Vertex Detector"Nuclear Instruments and Methods. A432. 422-431 (1999)

M.Tanaka、M.Hazumi、J.Ryuko、K.Sumisawa、D.Marlow：“BELLE 硅顶点探测器的控制和读出系统”核仪器和方法。