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新型K/pi識別装置Proximity focusing型エアロジェルRICHの研究開発 / Yoshinobu Kozakai [BELLE2-MTHESIS-2021-054] Presented on 27 01 2005 MSc
2005 Nagoya University / Nagoya
􀀀 中間子系での非保存現象を探る􀀀 ファクトリー実験では、希崩壊事象の検出や親􀀀 中間子のフレーバー同定のために中間子と􀀀 中間子を識別することが欠かせない。そこで、「エアロジェル」と呼ばれるチェレンコフ光を用いたリングイメージ型の􀀀 識別装置の開発研究を行った。現在開発中のエアロジェルは 􀀀 ファクトリー実験での使用を想定して型のジオメトリを採用しており、検出器はチェレンコフ光の輻射体であるシリカエアロジェルと位置分解能を持つ光検出器から構成される。運動量の􀀀 両中間子を以上で分離できる検出器を実用段階まで開発することが研究の目的であるが、を採用することに伴う原理的な問題が粒子識別能力向上を妨げる原因となっていた。検出器において粒子識別の能力を向上させるにはチェレンコフ放出角の決定精度、すなわち角度分解能を向上させる必要がある。そのためには薄い輻射体を使用してチェレンコフ光発生点の不定性を抑えなければならないのエアロジェルを用いた場合、角度分解能。これは、検出光子数を増加させるために厚い輻射体を使用することができないことを意味しており、大光量を容易に得ることができない。これまでの開発研究ではエアロジェルの透明度、光検出器の有効面積を改善し、検出光子数を約! 個にまで増やしてきた。しかし、の問題の根本的な解決には至っていなかった。本稿では、このの問題点を解決するために「デュアルラディエーター」という方法の議論を行った。これは、屈折率の異なるエアロジェルを二重に用いることにより、良い角度分解能を保ったまま輻射体を厚くして光量を増加させてトータルのの性能を上げるというアイデアである。これは製作段階で屈折率をある程度調節してサンプルを作ることができるというエアロジェルの特徴を生かしたアイデアであり、輻射体にエアロジェルを用いている検出器のみが実現可能である。また、「デュアルラディエーター」の拡張としてさらに輻射体を多層化することも考えることができる。本稿ではこれを「マルチラディエーター」と呼ぶ。デュアルラディエーターの原理が実機で予想道理に動作するか検証するため、プロトタイプを用いたビームテストを " 􀀀 と#ビームラインにて行った。その結果、角度分解能を損なうことなく検出光子数を増加させるという期待道理の動作を確認することができ、デュアルラディエーターの導入で従来より検出光子数は$% 増加させて&'! 個を得ることができた。さらに、マルチラディエーターの導入することによって角度分解能も向上させることに成功し、の運動量領域において􀀀 を約('$ で分離することが可能な検出器の実現に成功した。本論文は、型エアロジェルの問題点を解決する「デュアル、マルチラディエーター」の構想、そのビームテストによる検証についてまとめたものである。
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