CERN-LHCにおける高輝度ビーム実験用解像型カロリメータ検出回路の開発

开发用于 CERN-LHC 高亮度光束实验的高分辨率量热计检测电路

• 批准号: 19012003
• 负责人: 鳥居 祥二
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19012003/
• 关键词: 宇宙線; LHC; 高エネルギー相互作用; 前方領域; 最高エネルギー; シミュレーション計算; シンチファイバー検出器

CERN-LHCにおける最前方粒子測定実験"LHCf"は、LHC委員会からの承認を受けて2008年の前半には、ARM#1とARM#2と呼ぶ2台の測定器をアトラス衝突点(IP1)の両側に設置している。しかしながら、LHCにおける冷却システムの事故により、陽子衝突実験は2009年の夏以降に実施が延期されている。それにともない、本研究で検出器の準備を行う重原子核衝突実験の予定もまだ未定のままである。本研究では、当初の予定通りに、ARM#1の解像型力ロリメータの性能向上により、陽子一原子核、原子核同士の衝突実験のために、高頻度(>10MHz)トリガーで利用可能な測定器の基礎開発を行った。このため、CMSSiliconPre-showerのために開発された、LHCの25nsビームバンチに対応するASlC(PACE3チップ)を用いてマルチアノード光電子増倍管読み出し回路システムの検討を行った。PACE3の特性とその動作仕様を確認するため、光電子増倍管読み出しに必要な改良点の検討をフィレンツェ大学のARM#2の開発担当者と行った。PACE3はシリコン読み出し用として製作されているため、光電子増倍管用の改良のための主要な部分は、入力極性を正から負に変換することである。回路試作を含む検討の結果、レベル設定の変更により負極性の読み出しにおいても十分に利用が可能であることが確認できた。このため、PACE3とテスト用読み出しシステムを入手し、光電子増倍管の出力について動作確認を実施した。そして、PACE3の入力電荷量に最適化した64アノード光電子増倍管の改良型を用いて、性能評価試験を行った後に、前置回路システムの設計仕様を確定し、回路試作を実施している。今後は、フィレンツェ大と共同してCE剛-SPSを用いた試作回路の総合的評価を2009年8月に行う予定である。

CERN-LHC最优先粒子测量实验“ LHCF”已获得LHC委员会的批准，在2008年上半年，在Atlas Collision Point（IP1）的两侧安装了两个称为ARM＃1和ARM 2的测量仪器。但是，由于LHC的冷却系统发生了事故，自2009年夏天以来，质子碰撞实验的实施已被推迟。结果，重大核冲突实验的时间表以准备该研究中的检测器准备探测器。在这项研究中，按照最初的计划，我们开发了测量仪器的基础知识，这些仪器可以通过改善ARM＃1分辨率折线计的性能，以高频（> 10MHz）触发器用于质子核和核之间的碰撞实验。因此，我们使用ASLC（PACE3芯片）研究了与CMSSiliconPre-Shower开发的25NS Beam Bunch的多动型光电倍增管读数电路系统。为了确认PACE3及其操作规格的特征，我们研究了与佛罗伦萨大学ARM＃2的开发商一起阅读Photolultiplier管所需的改进。由于PACE3是为硅读数制造而成的，因此光电培养基改进的主要部分是将输入极性从正极转化为负面。考虑到包括电路原型在内的考虑因素，可以确认即使在阅读负极性时也可以完全利用水平设置。因此，我们获得了PACE3和一个测试读数系统，并对Photolultiplier管的输出进行了操作检查。然后，在使用改进的64个Anode光电倍增管进行了对PACE3的输入充电量优化的64个Anode光电倍增管进行执行性能评估测试之后，确认了前电路系统的设计规范并进行了电路原型。将来，我们计划在2009年8月使用CE Tsuyoshi-SP共同评估原型电路。

项目成果

Performance of the Prototype Detector for the LHCf Experiment

LHCf 实验原型探测器的性能

• 发表时间: 2007
• 期刊: Nuclear Instrument and Methods in Physics Research, A (In press)
• 作者: 竹村次朗;Bui tan Man;渡部要一;田中政典;T.Sako et al.
• 通讯作者: T.Sako et al.

Status of the LHCf experiment

LHCf 实验现状

• 发表时间: 2022
• 作者: Sakamoto Mitsuo;Sakurai Naomi;Tanno Hiroki;Iino Takao;Ohkuma Moriya;Endo Akihito;Ken Ohashi
• 通讯作者: Ken Ohashi

SciFi検出器を用いたシャワー再構成評価

使用 SciFi 探测器进行淋浴重建评估

• 发表时间: 2008
• 作者: 水石光紀、鳥居祥二;他
• 通讯作者: 他

The LHCf detector at the CERN Large Hadron Collider

• DOI: 10.1088/1748-0221/3/08/s08006
• 发表时间: 2008-08
• 期刊: Journal of Instrumentation
• 影响因子: 1.3
• 作者: O. Adriani;L. Bonechi;M. Bongi;G. Castellini;R. D’Alessandro;D. A. Faus;K. Fukui;M. Grandi;M. Haguenauer;Y. Itow;K. Kasahara;D. Macina;T. Mase;K. Masuda;Y. Matsubara;H. Menjo;M. Mizuishi;Y. Muraki;P. Papini;A. Perrot;S. Ricciarini;T. Sako;Y. Shimizu;K. Taki;T. Tamura;S. Torii;A. Tricomi;W. Turner;J. Velasco;A. Viciani;H. Watanabe;K. Yoshida

LHCfにおける粒子識別性能について

关于 LHCf 的粒子识别性能

• 发表时间: 2009
• 作者: K.Hagiwara;Q.Li;K.Mawatari;菊池章弘,竹内孝夫,土屋清澄,中本建志,佐々木憲一,徐慶金,瀧川博幸,山本明,山田隆治,E.Barzi,A.Zlobin,L.Rossi;中井幹夫
• 通讯作者: 中井幹夫