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Trigger Counter for MPI-TPC

Trigger Counter for MPI-TPC. Kinki Univ. Yukihiro Kato （ ILC CDC グループ）. ILC-TPC. GLD TPC: r – 40 ～ 200 cm z － 460cm. ILC の tracker に対する要求 e + e - →ZH→ ll +X process での必要 な Z recoil mass 測定精度 →　運動量測定精度は、≦ 5×10 -5 P T. 要求される空間分解能は、 100μm (rφ 方向、 2m drift).

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Presentation Transcript

  1. Trigger Counter for MPI-TPC Kinki Univ. Yukihiro Kato （ILC CDC グループ） KEKDTP New Generation Photon sensor

  2. ILC-TPC GLD TPC: r – 40～200 cm z －460cm ILCのtrackerに対する要求 e+e-→ZH→ll+Xprocessでの必要 なZ recoil mass測定精度 →　運動量測定精度は、≦5×10-5PT 要求される空間分解能は、 100μm (rφ方向、2m drift) 日本を中心としたGLDグループは、MPGD (Micro Pattern Gas Detector) を用いたTPCを採用することを提案 現在は TPCの開発は、Asia（GLD）とEurope（LDC）のグループが共同で研究している （LC-TPC） KEKDTP New Generation Photon sensor

  3. TPCの開発 現在の主な研究開発項目 • Selection of TPC gas： low diffusion, position resolution, drift velocity • Effects of the (primary and secondary) positive ions. • Gating study (ion feed back) • Tracking under the non uniform magnetic field • Design of the surface-mount readout electronics and data transfer. • Design of endplates KEKDTP New Generation Photon sensor

  4. Cosmic ray experiment at KEK 小型のTPC（MPI‐TPC)を用いて、磁場中（B=1T）でのTPCの基本特性を研究。 MPI-TPC • Max. drift length = 254mm • 信号読み出し部　（センサーを含めて交換可能） • 3 layers of CERN GEM (10×10cm) • 1.17×6mm pad (0.1mm gap) • 7 pad rows readout • Transfer and induction gap = 1.5mm • B = 1T (cryogenic center) KEKDTP New Generation Photon sensor

  5. CF4 gas test with cosmic-ray • Ar-CF4 gas mixture • CDの小さいガス→位置分解能向上の可能性 • Hの少ない（またはない）ガス→Neutron background • Electron attachment • Ar-CF4-iC4H10 with GEM • 動作テスト • CD、Neff measurement Position resolution, s CDは、pad responseで決定 KEKDTP New Generation Photon sensor

  6. Preliminary results • Ar-CF4-iC4H10 (94:3:3)、B = 1T、-3°< φ < 3° • VGEM=240V • ED=80.4V/cm CD = 90µm/√(cm) Garfield：CD = 88µm/√(cm) Position resolution Neff=24 KEKDTP New Generation Photon sensor

  7. Trigger counter for cosmic ray experiment at KEK 現在MPI-TPCに用いているtrigger counterの劣化 磁場中で使用 現在は、シンレータ+fine mesh P.M MPPCを用いたtrigger Counterを製作 さらに LP1 TPCのCosmic Trigger Counter 製作のための準備 KEKDTP New Generation Photon sensor

  8. New trigger Counter • シンチレータ 幅10cm×長さ40cm、長手方向に溝加工し て、端部にMPPCを設置。一つのシンチレー タに、MPPCは2個もしくは4個。　溝にWLS （Y11、φ1 mm)を埋め込み、シンチレータの 光をMPPCまで導く、 • MPPC 100 pixel （Ampがいらない）もしくは、400 pixel （信州大の竹下氏と魚住氏に相談） • MPPCからの信号は、trigger timing signalと してのみ使用して、入射位置測定はしない KEKDTP New Generation Photon sensor

  9. TPC Large Prototype (LP1) test ILC－TPCの実現に向けて、LC-TPCグループでlarge prototype TPCを製作し、研究開発を行う。 Goals : To demonstrate a realistic tracking under the below situations • 1T (PCMAG) with non uniform magnetic field • Track length = 60 cm • Larger detector modules (GEM and MicroMEGAS) Cosmic test: from spring 2008 at DESY Beam test: from September 2008 at DESY KEKDTP New Generation Photon sensor

  10. Cosmic trigger for LP1 センサーとしてMPPCを利用 MPPC with 100 pixels (recommended) No amplifier and simple power supply KEKDTP New Generation Photon sensor

  11. Summary • ILCで用いるTPC with MPGDの基本的な特性を理解するために、磁場中での宇宙線実験を行っている。 • 現在使用しているtrigger counterが劣化しているので、磁場中で使用可能で取り扱いが容易なMPPCを用いたtrigger counterの製作を進めている。 • Large Prototype TPC (LP1) においてもMPPCを用いたtrigger counterを使用する予定であるので、そのための準備も兼ねている。 KEKDTP New Generation Photon sensor

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