シリコンバーテックス検出器によるトリガー生成の開発

使用硅顶点检测器开发触发生成

• 批准号: 13740148
• 负责人: 石野 宏和
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13740148/
• 关键词: シリコンバーテックス検出器; トリガー生成; VA1TA; SVD; B中間子; CP非保存

B中間子を用いて物質と反物質の非対称性(CP非保存)を研究する実験(Belle実験)において、バックグランドをより多く落しB中間子のデータを効率良く取得するトリガーを開発中である。平成15年度夏にBelle実験では新しいシリコンバーテックス検出器(SVD)を導入する予定である。新しいSVDは現行SVDに比べてシリコン検出器ストリップからのシグナルを直接波高弁別器にいれる機能を持っている。B中間子はある特定の位置範囲(4cm程度)のみに生成されるが、バックグランドは広範な範囲(20cm程度)から生成されるので、波高弁別器のアウトプットと検出器の位置の組合せにより、ある事象の生成位置を精度良く(2,3cm程度)しかも事象発生直後(長くても1μ秒以下)に求めることができる。今年度は、次期SVDの組み立て、読みだし回路の開発をほぼ終えて、トリガーシグナルを生成するチップ(VA1TAチップ)の性能評価を行なった。VA1TAチップは内部に多数のパラメータ(プリアンプのシェーピングタイム、シェイパーバイアス、グローバル閾値等約10種類)を持っている。我々はそれらのパラメータを動かしてトリガー生成に最適な条件を見つけ出すのに多大な時間を費やした。思考錯誤の上、安定に動作できる閾値を約8000電子強(シリコン検出器を荷電粒子が通り抜けるときに生成する電子・ホールペアー数の平均の約1/3に相当する)まで下げることができた。この閾値はトリガー生成には十分に低い値である。また、β線をシリコン検出器にあててトリガー効率の測定を行なった。その結果期待通り90%以上の効率を得る事がわかった。今後はこれらのトリガー信号を組み合わせて事象位置を素早く求めるロジックの開発を行なう。

在使用B介子研究物质与反物质之间的不对称性（CP非守恒）的实验（Belle实验）中，我们正在开发一种触发器，可以进一步降低背景并有效地获取B介子数据。计划于 2003 年夏天在 Belle 实验中安装新的硅顶点探测器 (SVD)。与当前的 SVD 相比，新型 SVD 能够将来自硅探测器条的信号直接馈入脉冲高度鉴别器。 B介子仅在特定位置范围（约4厘米）内产生，但背景是在较宽范围（约20厘米）内产生的，因此通过脉冲高度鉴别器的输出和探测器的位置的组合，可以在事件发生后立即（最长在1微秒或更短的时间内）高精度（约2至3厘米）确定某个事件的发生位置。今年，我们几乎完成了下一个SVD的组装和读出电路的开发，并对产生触发信号的芯片（VA1TA芯片）的性能进行了评估。 VA1TA芯片有大量的内部参数（大约10种，如前置放大器整形时间、整形器偏置、全局阈值等）。我们花了很多时间研究这些参数，以找到触发生成的最佳条件。经过深思熟虑和错误，他们能够将稳定运行的阈值降低到略高于 8,000 个电子（相当于带电粒子通过硅探测器时产生的电子空穴对平均数量的约 1/3）。该阈值对于触发生成而言足够低。另外，通过将β射线照射到硅探测器来测量触发效率。结果显示，效率达到90%以上，符合预期。未来，我们将开发结合这些触发信号的逻辑来快速确定事件位置。