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155.	Belle II 実験のための光検出器HAPDを用いた ARICH検出器の性能評価 / Hayato Kitamura [BELLE2-MTHESIS-2021-026] Presented on 12 03 2020 MSc 2020 Toho Univ. / Funabashi Belle II 実験は標準理論を越えた新物理探索を目的とする素粒子物理学実験である。高エネルギー加速器研究機構KEK のSuperKEKB 加速器を用いて電子・陽電子対をそれぞれ7GeV/c と4GeV/c まで加速し、衝突によりB・反B中間子対を大量に生成する。それらが崩壊して出てくる素粒子をBelle II 検出器によって精密測定し、B 中間子の崩壊過程や崩壊時間を測定する。崩壊過程の測定では崩壊後の粒子識別が非常に重要であり、特に荷電K 中間子と荷電 中間子は様々な物理解析において精度の高い識別が要求されており、実験の精度に大きく影響する。ARICH検出器はBelle II 検出器エンドキャップ部においてK= 識別を担うリングイメージ型のチェレンコフ検出器である。ARICH 検出器は輻射体シリカエアロゲルと光検出器HAPD の2 層から構成されている。荷電粒子が輻射体を通過した際に粒子の種類ご とに定まった角度で放射されるチェレンコフ光を光検出器により精密に測定し、その位置情報からチェレンコフ光放射角度を算出し、粒子の種類を同定する。したがって、ARICH 検出器の粒子識別ではチェレンコフ角度分解能が識別性能を示す一つの指標となる。Belle II 実験からの要求は運動量0.5～3.5GeV/c において4sigma の精度でK pi 識別をすることであり、これから要求される角度分解能は7.5mrad 以上である。本研究では 2018 年度における検出器の調整などを目的として行われたPhase2 運転、および2019年度から開始された物理解析用データ取得を目的としたPhase3 運転で得られたビーム衝突データを用いて、チェレンコフ角度分解能の評価を行った。Bhabha イベント(e+e- -> e+e-) およびmu対生成イベント(e+e- -> mu+mu-) によるチェレンコフ角度分布を作成し、分布からチェレンコフ角度分解能を算出する。Phase2 では検出器の温度上昇のために部分的にしか稼働していなかったが、Phase3 以降は全領域で稼働している。そのため、本研究がBelle II 実験本番のセットアップで行われたARICH 検出器のはじめての性能評価である。Phase3 運転時現在のARICH 検出器のチェレンコフ角度分解能は、Bhabha イベントにおいて4.7 +- 0.1mrad、mu対生成イベントにおいて4.6+-0.1mrad であり、要求性能を満たしていることが確認された。一方でPhase2 では検出光子数がシミュレーションと比較して27.7+-2.7%少なかった。その要因に対して、量子効率の光検出器HAPD 光電面に対する光子入射角度依存性と各チャネルの1 光子検出効率の2 つの観点から評価を行った。評価結果からPhase2 における検出光子数の減少は後者が要因であり、Phase2 における1 光子検出効率は76.5+-4.6%であった。Phase3 では閾値電圧の設定変更などにより最適化され、Phase2 よりも検出光子数が増えた。Phase3 運転時現在における1 光子検出効率について再び評価を行い、検出効率91.6+-4.7%を得た。 Fulltext: PDF; Detailed record - Similar records
156.	Belle II 実験ARICH 検出器アップグレードのための 信号読み出し集積回路の開発 / Masato Tsurufuji ; Hidekazu Kakuno [BELLE2-MTHESIS-2021-025] Presented on 26 01 2021 MSc 2021 Tokyo Metropolitan University / Hachioji 現在の素粒子物理学において，標準模型はニュートリノの振動現象を除いてこれまでに観測され たあらゆる素粒子実験の結果を矛盾なく説明する強力な理論である。しかしながら標準模型には重 力が含まれておらず、また階層性の問題や、暗黒物質の候補となる粒子が存在しない、などといっ た不十分な側面がある。 Belle II 実験は、茨城県つくば市の高エネルギー加速器研究機構（KEK）で行われている、標準 模型を超える新物理を探索することを目的としたB ファクトリー実験である。KEK 構内に設置さ れている電子・陽電子衝突型加速器SuperKEKB により、電子7 GeV と陽電子4 GeV を衝突さ せることでB 中間子対を大量に生成し、その崩壊過程に含まれるごく稀な事象を観測することで 新しい物理現象を見つけようとしている。 同実験における測定器であるBelle II 測定器は、電子・陽電子ビームの衝突点に設置され、役割 によって最適な動作原理を持った7 つの装置を組合わせた複合型検出器である。Belle II 測定器で 測定するのは崩壊により生成された安定粒子であり、主に電子、μ 粒子、π 粒子、K 粒子、陽子と いった荷電粒子を識別できる。 Belle II 測定器に搭載されている検出器の一つであるAerogel Ring Imaging Cherenkov counter （ARICH）は、Belle II 測定器の前方エンドキャップ部において、主に荷電π/K 中間子の粒子識 別という役割を担っている。ARICH は輻射体シリカエアロゲルと光検出器Hybrid Avalanche Photo Detector (HAPD) の2 層構造で、荷電粒子がシリカエアロゲル内を通過する際に円錐状に 発生するチェレンコフ光を、HAPD で2 次元のリングイメージとして観測し、その測定したリン グの半径から放射角を導出することで荷電π/K 中間子の識別が可能となる。現在、このARICH はアップグレードが計画されており、HAPD に代わる新たな光検出器としてMPPC（Multi-Pixel Photon Counter）の使用が検討されている。それに伴い、光検出器からの信号を読み出す回路に ついても新たなシステムの開発が必要となった。 本研究では、新たにARICH のためのMPPC 用信号読み出しASIC のプロトタイプである TF01A64 を開発した。TF01A64 はMPPC64 チャンネルの信号読み出しが可能で、基本回路構成 として増幅器-波形整形器-増幅器-オフセット調整回路-比較器を持つ。開発においてはT-Spice と 呼ばれる回路シミュレーターを用いて、回路特性や回路雑音の評価、高レート下における応答能力 の見積もりなどを行った。また、本研究ではこのTF01A64 チップの性能評価のためのテストボー ドを作成し、TF01A64 回路の機能として搭載されているテストパルスを用いた動作確認を行った。 この確認により、各種パラメーターの設定、増幅率調整やオフセット調整などについての正常な動 作を確かめることができた。 Fulltext: PDF; Detailed record - Similar records
157.	Belle II ARICH 検出器のアップグレードに向けた光検出器MPPC の研究 (Studies on MPPC photosensor for the upgrade of the Belle II ARICH detector) / Kosuke Furui [BELLE2-MTHESIS-2021-024] Presented on 20 01 2021 MSc 2021 University of Tokyo / Tokyo 高エネルギー加速器研究機構(KEK) で行われているBelle II 実験は、SuperKEKB 加速器によって加速された7[GeV] の電子ビームと4[GeV] の陽電子ビームとを衝突させ、大量に生成されるB 中間子の崩壊過程を崩壊点を囲むように設置されたBelle II 測定器によって精密に測定を行うことによって標準模型を超えるような新物理の探索を目的とした実験である。Belle II 測定器は7 つの検出器から構成されており、中でもARICH(Aerogel Ring Imaging Cherenkov) 検出器はフォワードエンドキャップ部に位置し荷電K/π中間子の識別を担う。ARICH 検出器は前段に設置されたエアロゲル輻射体と後段に設置された光検出器HAPD(Hybrid Avalanche Photo-Detector) から構成され、エアロゲル輻射体に入射した荷電粒子から放射されたチェレンコフ光を光検出器によって二次元リングイメージとしてとらえ、このリングイメージの半径差から粒子識別を行う。ARICH 検出器における光検出器としてHAPD は現在十分な性能を発揮しているが、HAPD は既に生産が終了しており今後ルミノシティの向上に伴うビームバックグラウンドの増加により想定外の故障を起こす可能性がある。そこで現在、ARICH 検出器アップグレードに向けて新しい光検出器の選定を行っており、その候補の一つとして考えているのが近年、放射線耐性の向上が期待されている浜松ホトニクス(株) 製の光検出器MPPC(Multi-Pixel Photon Counter) である。ARICH 検出器における光検出器としてMPPC を使用する上での利点としては、高い光子検出効率や取り扱いの容易さが挙げられる。対して、問題点として高いダークカウントレート及び低放射線耐性が考えられる。そこで、本研究ではMPPC を想定したシミュレーションにより高いダークカウントレート、高PDE 下でのARICH 検出器にける識別性能の評価を行った。また、MPPC サンプルに対して中性子照射試験を実施し前世代、最新世代サンプルにおける放射線耐性を評価した。そして、これらの結果からBelle II 実験10 年間でのMPPC の使用実現可能性の見積もりを行った。 Fulltext: PDF; Detailed record - Similar records
158.	R&D of the KEK Linac accelerator tuning using machine learning / Hayate Joan ; Masako Iwasaki [BELLE2-MTHESIS-2021-023] Presented on 06 02 2020 MSc 2020 Osaka City University / Osaka 本研究では、高エネルギー加速器研究機構（KEK) における電子・陽電子入射器Linac の加速器運転調整システムの開発を行った。具体的には、機械学習を用いた加速管のRF 位相調整及び、ビーム位置補正のためのステアリング電磁石の調整のための基礎開発を行った。開発を行うために、Linac 加速器運転データを収集し、そのデータを用いて加速器運転パラメータの最適化手法を開発を行った。Linac加速器運転では、加速器を構成する数千点の機器パラメータを制御している。温度変化、振動等、環境の影響を受けて運転状況が変わるため、運転パラメータを常時調整している。運転調整の最適化、高速化を行い、入射効率を向上させるために、本研究では、機械学習を用いた運転パラメータ調整方法を開発した。機械学習は、複数のパラメータ同士の複雑なパターン認識を得意とするため、加速器運転調整に適用させることで調整時間の高速化や調整性能の向上、安定化が期待できると考えられる。本研究では、機械学習の中でもニューラルネットワークを使用した教師あり学習に注目した。ニューラルネットワークを使用した教師あり学習を用いて加速器パラメータを推定することで、加速器調整パラメータの高速化、最適化が可能になると考えられる。新たな加速器運転パラメータの調整方法として、ニューラルネットワークを用いた加速管のRF 位相調整及び、ステアリング電磁石の調整システムを開発し、その性能評価を行った。 Fulltext: PDF; Detailed record - Similar records
159.	Studies to upgrade the silicon tracker of the Belle II experiment / Tristan Fillinger ; Jerome Baudot [BELLE2-MTHESIS-2021-022] Presented on 20 06 2019 MSc 2019 IPHC / Strasbourg Various upgrade options for the vertex detector of the Belle II experiment are studied in this report. [...] Fulltext: PDF; Detailed record - Similar records
160.	Tracking performance study for an upgraded VXD at Belle II / Quentin Bruant ; Jerome Baudot [BELLE2-MTHESIS-2021-021] Presented on 24 06 2021 MSc 2021 IPHC / Strasbourg Studies of track finding efficiencies for various geometries (5 and 7 layers) of an upgraded vertex detector (VXD) for the Belle II detector. [...] Detailed record - Similar records
161.	Measurement of pion transition form factor by e+e- → e+e-pi0 production at Belle II (written in Japanese) / Mirei Aoyama ; Hisaki Hayashii [BELLE2-MTHESIS-2021-020] Presented on 16 02 2021 MSc 2021 Nara Women's University / Nara 茨城県つくば市の大学共同利用法人 エネルギー加 器研究機構 KEK で稼働している、高輝度度電子・陽電子加速器（SuperKEKB) と粒子検出器（Belle II 測定器）で収集されたデータを用いて、重心系エネルギー10.6 GeV の高エネルギー電子・陽電子衝突において、終状態に一つの散乱電子と一つのπ0 のみが観測される反応、e+e- → e+e- π0について研究した。。2019年と2020年春に収集したBelle II 実験の初期のデータについて解析した結果、本反応過程が抽出されたことを示す明瞭なπ0 信号を観測することができた。また、そこから導出した微分断面積がQ2 ≈ 10 GeV2 の領域で、先行研究の結果を良く再現することを確認した。また、解析過程で今後改良が必要ないくつかの課題を明確にした。 Fulltext: PDF; Detailed record - Similar records
162.	A novel method for tau-lepton lifetime measurement with early Belle II data / Stefano Moneta ; Francesco Forti ; Eugenio Paoloni [BELLE2-MTHESIS-2021-019] Presented on 29 10 2020 MSc 2020 Università di Pisa / Pisa The Belle II experiment, operating at the SuperKEKB electron-positron collider, is going to collect 50/ab of integrated luminosity by 2030, a factor 50 more than its predecessors [...] Fulltext: PDF; Detailed record - Similar records
163.	Search for B0 →etac gamma K+ pi- decay at Belle II (written in Japanese) / Ai Nishikawa ; Kenkichi Miyabayashi [BELLE2-MTHESIS-2021-018] Presented on 16 02 2021 MSc 2021 Nara Women's University / Nara 新粒子であるX(3872)粒子のC-oddパートナーやhc(2P)粒子をηc粒子とγ線への輻射崩壊で探索するため、その源となるB中間子の多体崩壊を調べた。事象形状変数群を用いたBDTなるアルゴリズムにより背景事象を約1/10に低減できること、有意な信号を得るには追加の背景事象を低減する工夫が必要であることを示した。 Fulltext: PDF; Detailed record - Similar records
164.	A Study for Improvements in Signal Readout and Background Rejection of Belle II Silicon Vertex Detector / Yuma Uematsu ; Yutaka Ushiroda [BELLE2-MTHESIS-2021-017] Presented on 21 01 2020 MSc 2020 The University of Tokyo / Tokyo The Belle II experiment at KEK, Tsukuba, Japan, is conducted to search for new physics beyond the Standard Model (SM) through the precise measurement of the SM parameter in the flavor physics. [...] Fulltext: PDF; Detailed record - Similar records

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