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低圧ガス中での GEM の運用

MPGD 研究会　 2011/12/10. 低圧ガス中での GEM の運用. 中村輝石 （京大理）. 身内賢太朗、谷森達、窪秀利、 Parker D. Joseph 、 水本哲矢、高田淳史西村広展、岩城智、澤野達哉、松岡佳大、古村翔太郎、佐藤快. 目次. ・ NEWAGE 実験 ・低圧ガスについて ・測定結果 （ ゲイン） ・まとめ. 銀河の回転曲線. 暗黒物質. 星の回転速度 [km/s]. 銀河の星の回転速度が外周部で落ちず ⇒ 銀河スケールに暗黒物質 銀河団衝突領域で、重力ポテンシャルの位置がバリオン分布と 異なる ⇒ 銀河団スケールに暗黒物質

donald
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低圧ガス中での GEM の運用

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Presentation Transcript

  1. MPGD研究会　2011/12/10 • 低圧ガス中でのGEMの運用 中村輝石（京大理） 身内賢太朗、谷森達、窪秀利、Parker D. Joseph、水本哲矢、高田淳史西村広展、岩城智、澤野達哉、松岡佳大、古村翔太郎、佐藤快 目次 ・NEWAGE実験 ・低圧ガスについて ・測定結果（ゲイン） ・まとめ

  2. 銀河の回転曲線 暗黒物質 星の回転速度[km/s] • 銀河の星の回転速度が外周部で落ちず • ⇒ 銀河スケールに暗黒物質 • 銀河団衝突領域で、重力ポテンシャルの位置がバリオン分布と異なる • ⇒ 銀河団スケールに暗黒物質 • 宇宙論パラメータの測定（CMBなど）から、バリオンの約5倍の暗黒物質 • ⇒ 宇宙論スケールに暗黒物質 • ⇒ 宇宙の様々な階層に • 非バリオンな"暗黒物質" 銀河の中心からの距離 [pc] 銀河団衝突領域 宇宙のエネルギー組成

  3. New general WIMP search with an Advanced Gaseous tracker Experiment NEWAGE • 暗黒物質の到来方向を測定 • 反跳原子核の飛跡をMPGDで測定 σSD=1pb M=100GeV target:F 予想されるcosθ分布 前後非対称性 DM θ Nucleus cosq

  4. 　三次元飛跡検出器「μ-PIC」 0.5cm 50cm • GEM (8分割) • サイズ : 28x23cmor28x31cm • 厚 : 50mmor100mm • 穴径 : 70mm • ピッチ : 140mm Drift plane • m-PIC • サイズ : 30x30cm • ピッチ : 400mm 30cm • ガス : CF4 • 圧力 : 0.1atm

  5. 圧力ごとのFの飛跡長（SRIM） 低圧動作 • μ-PIC（400μmピッチ）で飛跡を取る • 数mmの長さが欲しい • 　　⇒低圧 • 低圧ではピクセル当りの電子数が減少 • 　　⇒高ゲイン • 50μm厚GEMではゲインに限界 • 　　⇒100μm厚GEM 長 短 予想されるエネルギースペクトル σ=1pb, M=100GeV, target:F 50μm厚GEMのゲインカーブ 要請値1500

  6. 100um厚GEM（LCP） GEM-topのHV供給線 GEM-bottomのHV供給線 銅テープ 1MΩ抵抗 PEEK製の枠 PEEK製のネジ

  7. GEMの交換 μ-PICと合体 インダクションは5mm 10B板（エネルギーキャリブレーション用） ドリフトケージに取り付け

  8. 動作確認①　イメージ • バックグラウンドの測定 • 一番上のGEMが死んでる・・・ • 実は上下反転なので10B板の領域 y x x y このままキャリブレーションすらできないのか？！

  9. 動作確認②　Energy-Length • 壁からのα線（バックグラウンド） • この関係からcalibrationが可能 • バックグラウンド自体はfidutial-cutで落とせる GEMが死んだ領域はカット SRIMで計算したHeの線 TPCケージ α線 μ-PIC面 真空容器

  10. ゲインカーブ ●・・・100μm厚GEM ▲・・・50μ厚GEM anode:515V,ΔGEM:220V anode:515V,GEM-bottom:280V • インダクションは同じゲインでサチる⇒透過率が100％に漸近 • ΔGEMでゲイン上昇 • 最高値：2000@50μm⇒4500@100μm

  11. まとめ • 100μm厚の大型GEMを運用開始（0.1atm） • 一番上の短冊が死んだ • 　（Energy-Lengthの関係からcalは可能） • ゲインは4500まで出る • 　（50μm厚では2000まで） イメージキャラクター “だあくまたん"

  12. ありがとうございました

  13. まだだ、まだ終わらんよ

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