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1. Performance study of TOP counter prototype using LEPS beam line (in Japanese) / Ryohei Maeshima [BELLE2-MTHESIS-2019-018] Presented on 01 02 2013 MSc
2013 Nagoya university / Nagoya
KEK(高エネルギー加速器研究機構) では、2016 年よりB 中間子等をプローブとして新 物理発見を目指したBelle II 実験が稼働予定である。我々は、Belle II 実験で稀崩壊現象を 観測する為に重要なK/ 粒子の識別において、検出効率> 95%、誤識別率< 5% を達成 すべく、TOP カウンター(Time Of Propagation Counter) の研究開発を進めている。 粒子識別装置TOP カウンターは、輻射体である石英板と、石英内部を伝播するチェレ ンコフ光を検出する光検出器MCP-PMT(Micro Channel Plate Photo Multiplier Tube) か ら構成された、RICH(Ring imaging Cherenkov) 型検出器である。 TOP カウンターの粒子識別で重要な要素は、MCP-PMT の時間分解能(< 50 psec) と 量子効率(> 24%)、石英板の内部透過率(> 98:5%) と表面反射率(> 99:9%) であり、これ までの研究でそれらの性能は十分に要求を満たしている事が分かっている。従って現在で は、TOP カウンター全体としての性能を確認する事が最重要課題になっている。 そこで、実機サイズのTOP カウンターの性能を評価するため、2012 年4 月と10 月に SPring-8 LEPS ビームラインで12 GeV/c の電子ビームを用いた照射テストを行った。 私は、この照射テストにおいてRF 信号を用いた時間原点の較正と、TDC の較正の手 法を確立した。そして、TOP カウンターの性能を示す上で、重要な指標である、検出光 子数と時間分解能をデータとシミュレーションで比較した。その結果、検出光子数が予想 よりも少ないチャンネルが多く、また時間分解能も予想より悪い事が分かった。更に研究 を進めた結果、前者は、照射テスト中に石英板の表面とMCP-PMT の光電面の接着が剥 がれた事に起因していると明らかにした。また、後者の原因を調べるため、ビームのふら つきを考慮に入れたシミュレーションを行ったが、問題を再現する事が出来なかった。こ の原因を究明し、今後の照射テストに向けてこれらの問題点を改善する必要性を示した上 で、改善方法について議論する。
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