低圧ガス中での gem の運用
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MPGD 研究会 2011/12/10. 低圧ガス中での GEM の運用. 中村輝石 (京大理). 身内賢太朗、谷森達、窪秀利、 Parker D. Joseph 、 水本哲矢、高田淳史西村広展、岩城智、澤野達哉、松岡佳大、古村翔太郎、佐藤快. 目次. ・ NEWAGE 実験 ・低圧ガスについて ・測定結果 ( ゲイン) ・まとめ. 銀河の回転曲線. 暗黒物質. 星の回転速度 [km/s]. 銀河の星の回転速度が外周部で落ちず ⇒ 銀河スケールに暗黒物質 銀河団衝突領域で、重力ポテンシャルの位置がバリオン分布と 異なる ⇒ 銀河団スケールに暗黒物質 - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
低圧ガス中での GEM の運用中村輝石(京大理)
MPGD 研究会 2011/12/10
身内賢太朗、谷森達、窪秀利、 Parker D. Joseph 、水本哲矢、高田
淳史西村広展、岩城智、澤野達哉、松岡佳大、古村翔太郎、佐藤快
目次・ NEWAGE 実験・低圧ガスについて・測定結果(ゲイン)・まとめ
暗黒物質• 銀河の星の回転速度が外周部で落ちず
⇒ 銀河スケールに暗黒物質
• 銀河団衝突領域で、重力ポテンシャルの位置がバリオン分布と異なる
⇒ 銀河団スケールに暗黒物質
• 宇宙論パラメータの測定( CMB など)から、バリオンの約 5 倍の暗黒物質
⇒ 宇宙論スケールに暗黒物質
⇒ 宇宙の様々な階層に 非バリオンな " 暗黒物質 "
銀河の回転曲線
銀河団衝突領域
宇宙のエネルギー組成
銀河の中心からの距離 [pc]
星の
回転
速度
[km
/s]
NEWAGE
• 暗黒物質の到来方向を測定• 反跳原子核の飛跡を MPGD で測定
前後非対称性
予想される cosθ 分布
cos q
σSD=1pbM=100GeVtarget:F
θDM
Nucleus
New general WIMP search with an Advanced Gaseous tracker Experiment
50cm
0.5cm
• ガス : CF4
• 圧力 : 0.1atm
Drift plane
30cm
GEM (8 分割 )• サイズ : 28x23cm or 28x31cm• 厚 : 50mm or 100mm• 穴径 : 70mm• ピッチ : 140mm
m-PIC• サイズ : 30x30cm• ピッチ : 400mm
三次元飛跡検出器「 μ-PIC 」
低圧動作• μ-PIC ( 400μm ピッチ)で飛跡を取る• 数 mm の長さが欲しい ⇒低圧
• 低圧ではピクセル当りの電子数が減少 ⇒高ゲイン
• 50μm 厚 GEM ではゲインに限界 ⇒ 100μm 厚 GEM σ=1pb, M=100GeV, target:F
予想されるエネルギースペクトル
圧力ごとの F の飛跡長( SRIM )
長
短
50μm 厚 GEM のゲインカーブ
要請値 1500
100um 厚 GEM ( LCP )
1MΩ 抵抗PEEK 製の枠
銅テープ
GEM-bottomの HV 供給
線
GEM-top のHV 供給線
PEEK 製のネジ
GEM の交換
10B 板(エネルギーキャリブレーション
用)
μ-PIC と合体インダクションは 5mm
ドリフトケージに取り付け
動作確認① イメージ• バックグラウンドの測定
• 一番上の GEM が死んでる・・・
• 実は上下反転なので 10B 板の領域
x
y
x
y
このままキャリブレーションすらできないのか?!
動作確認② Energy-Length• 壁からの α 線(バックグラウンド)• この関係から calibration が可能• バックグラウンド自体は fidutial-cut で落とせる
SRIM で計算した He の線
TPC ケージ
真空容器
α 線
μ-PIC 面
GEM が死んだ領域はカット
ゲインカーブ
• インダクションは同じゲインでサチる⇒透過率が 100 %に漸近• ΔGEM でゲイン上昇• 最高値: 2000@50μm 4500@100μm⇒
● ・・・ 100μm 厚 GEM▲ ・・・ 50μ 厚 GEM
anode:515V,GEM-bottom:280Vanode:515V,ΔGEM:220V
まとめ• 100μm 厚の大型 GEM を運用開始( 0.1atm )
• 一番上の短冊が死んだ ( Energy-Length の関係から cal は可能)
• ゲインは 4500 まで出る ( 50μm 厚では 2000 まで)
イメージキャラクター“ だあくまたん "
ありがとうございました
まだだ、まだ終わらんよ