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ミューオンイオン化冷却実証実験のための SciFi トラッカーのビームテスト I －プロトタイプテストの実験計画と TOF 評価－ 大阪大学大学院理学研究科　堀越　篤

ミューオンイオン化冷却実証実験のための SciFi トラッカーのビームテスト I －プロトタイプテストの実験計画と TOF 評価－ 大阪大学大学院理学研究科　堀越　篤. contents. SciFi トラッカー MICE でのトラッカー 過去のビームテスト ビームテストの SciFi トラッカー KEK-PS における磁場中におけるプロトタイプの性能テスト（２００５　 May,Sep ） setup 、測定内容 TOF に求められる性能、性能テスト（２００５　 Feb ） 磁場の影響 性能テストの解析 性能テストでの ACC の性能評価、ビームの評価

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ミューオンイオン化冷却実証実験のための SciFi トラッカーのビームテスト I －プロトタイプテストの実験計画と TOF 評価－ 大阪大学大学院理学研究科　堀越　篤

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Presentation Transcript

  1. ミューオンイオン化冷却実証実験のためのSciFiトラッカーのビームテストI －プロトタイプテストの実験計画とTOF評価－大阪大学大学院理学研究科　堀越　篤

  2. contents • SciFiトラッカー • MICEでのトラッカー • 過去のビームテスト • ビームテストのSciFiトラッカー • KEK-PSにおける磁場中におけるプロトタイプの性能テスト（２００５　May,Sep） • setup、測定内容 • TOFに求められる性能、性能テスト（２００５　Feb） • 磁場の影響 • 性能テストの解析 • 性能テストでのACCの性能評価、ビームの評価 (Ⅱで　坂井賢一　講演)

  3. SciFiトラッカー：日米英共同開発 • A.Khan, P.Kyberd,Brunel • L.TongEdinburgh • A.Bross, J. Krider, R.Rucinski, P.RubinovFNAL • D.Kaplan, Y.TorunIllinois Institute of Technology • G.Barber, M.Ellis, R.Hare, R.Goncalo†, K.Long, E.McKigney‡, C.RogersImperial College London • K.YoshimuraKEK • P.Cooke, R.GametLiverpool • Y.Kuno, H.Sakamoto, A.Sato, M.YoshidaOsaka • G.Hanson, A.Klier,Riverside • X.YangUCLA† Now at Royal Holloway College, University of London ‡ Now at Los Alamos National Laboratory, Arizona, USA.

  4. MICEのSciFiトラッカー • SciFi：物質量減らすため０．３５ｍｍΦ、光量～１０p.e • 信号読み出し：量子効率８０% のVLPC、低光量での検出効率を 　　　　　　　　　　　上げる Wave guide ５station,直径３０ｃｍ 120° 3方向 planeの構造：２重になっている VLPC

  5. プロトタイプ、宇宙線テスト プロトタイプトラッカー • 宇宙線テスト用に製作 • 3stationからなる • 宇宙線テストの結果 • Npe : 10p.e • 宇宙線のトラッキングに成功 station

  6. 磁場中でのプロトタイプの性能テストに用いるSciFiトラッカー磁場中でのプロトタイプの性能テストに用いるSciFiトラッカー １moduleに４station配置。 95 • 3stationは宇宙線テストの時製作 • 残り1stationは現在製作中 15 25 55 unit : cm

  7. 基本性能テスト SciFiトラッカーの光量 位置分解能 検出効率 高計数率耐性 磁場中での動作確認 各検出器の役割 TOF 運動量測定 π/μ識別 Aerogel π/μ識別 プロトタイプテストのセットアップ（KEK-PSpi2）

  8. 詳細テスト 低運動量μ(３００～６００MeV/c) エミッタンス再構築 トラッカーの長さ　９５ｃｍ　　　　　　　　回転角度 ソレノイドによる磁場　１T L方向の運動量　　　(GeV/c) L SciFiトラッカーによる運動量測定 運動量を観測するためにSciFi トラッカーを磁場中に置く

  9. 超伝導ソレノイド：Super-JACEE バルーン実験用ベッセル 中心磁場：１T φ８５０ 側面 奥行 1.3m 円筒の中に SciFiトラッカー置く 正面

  10. 時間分解能低下の原因 PMTと磁場の非平行性 PMT (BESS実験で使用) R6504S , fine mesh , 19DY guide7による形状最適化 長いライトガイド ビームテストで用いる運動量 ３００～６００MeV/c π/μPID＞３σ=２３０ｐｓ に必要な時間分解能 上流　　　　　　　　　　 下流 （hodoscope）　 TOFのデザイン 50ps 50ps

  11. 漏れ磁場 • PMTの磁場：1500Gauss,ほぼ平行 　　⇒TOFの形状 ：条件を満たしている コイル

  12. TOF・ACC性能テスト（KEK-PS pi2, Feb 2005） • Guide7シミュレーション • 時間分解能：４７ｐｓ • テストカウンター製作 • 実際の時間分解能測定 • 性能テストのセットアップ ref1,2 でビーム位置を絞る

  13. 解析 σ(tof-ref1) =64ps ⇒σ（tof）=49ps

  14. 50 位置によらず５０ｐｓで安定 PID条件５０ｐｓを満たしている！ 0 -20 0 20 position scan 90 時間分解能 [ｐｓ] 黒：PMTR 白：PMTL 黒(下側) weighted mean 中心からの距離 [ｃｍ]

  15. summary • TOF性能テスト (KEK-PST577, Feb. 1～Feb.7) • TOFの時間分解能：位置に依らずおよそ５０ｐｓ • 今後の予定 • TOFを１０本作りhodoscpe作成 • プロトタイプテスト • PhaseⅠ：(KEK-PS pi2, May 2005) • PhaseⅡ： (KEK-PS pi2, Sep 2005)

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