大強度ビームにふさわしい実験装置をつくろう kenichi imai (jaea)

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大強度ビームにふさわしい実験装置をつくろう

Kenichi Imai (JAEA)

1. 序2. High rate tracker

3. TPC 4 spectrometer for hyperons

strangeness 研究会　2010.12.04

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夢と現実

J-PARC は原子核ハドロン物理の長年の夢を開くべくつくられた。　～ 1600 億円

現実 １つしかビームラインがない！ ビームタイムがほとんどない！ 実験装置（ビームラインと測定器）の予算

が乏しい！

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　貴重なビームタイムを有効に！

成果をあげないといけない！proposal approval から実験実施までの期間は？PhD の life cycle で実験をこなせるか？

１）　３本以上のハドロンビームライン　　　　　　 K1.1 建設と 実験室拡張２）　大強度ビームを扱える実験装置 100 MHz のビームでも実験できるようにし

よう！　　　　 100 億円かけてもむしろ経済的！

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100MHz の例　　　 COMPASS

COMPASS ではすでに ~100MHz ちかいビーム強度で実験している。

SciFi tracker, SSD, GEM, Micromegas 　などの検出器が使われている。

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R&D (for 100 MHz) at JAEA

(1) Scintillating Fiber tracker for beam

　　　　　　　　　　　　　　　（ Hasegawa,

Miwa,,,)

1mm fiber with MPPC readout 200m

100MHz for 40mm 2.5MHz for each

Time resolution ~200psec

1mm

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(2) Silicon Strip Detector for beam

SSD is slow detector. Low rate at each strip.

High rate capability as a whole. R&D (Asano,Tanida, Kiuchi, Sugimura,,,,,) 60x60mm, 300m thick, 80m pitch,

MWDC SSD

=200m 20m

= 0.3mrad with 100cm =0.3mrad with 10cm distance Multiple scattering (300m SSD) ~ 100cm air

(~0.4mrad at 1.8GeV/c)

Momentum resolution is similar as it is.

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SSD will be ready next year (March?)

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(3) 標的内蔵型 4 TPC spectrometer

主目的；前方にでる傾向のあるハイペロンを測定する。　　（荷電粒子はすべて検出する）

TPC is slow detector due to long drift length. TPC can be gated with a gate grid. If the trigger rate is ~KHz, TPC should work even a

particle rate is 10-100 MHz ?

ゴミのなかからの Tracking

　がカギ

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Nuclear Force from LQCD !!

Ishii, Aoki, Hatsuda P.R.L 99 (2007) 022001

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Extension to BB

in SUf(3)

T.Inoue et al.,

hep-lat (2010.7)

No repulsive core

in H-channel

The paper suggests

a resonance near

threshold.

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invariant mass (KEK-E522) C.J.Yoon et al., PRC75 (2007) 022201

fffs2 is consistent with B=1.0 MeV obtained by Nagara event

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TPC at K1.8 for 10-100MHz beam

4 acceptance spectrometer for charged particles.Target is inside TPC for at high beam rate.Surrounded by EM calorimeter (future)

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23/04/21

LEPS TPC Online Event Display

beam

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Test TPC ( beam test at Tohoku soon)

Does TPC work up to 10 ~ 100 MHz beam rate?

1track/10mm at 10MHz

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Possible physics with TPC spectrometer

(1405), (*, *, *) K*, and chiral symmetry K-pp Decay of -hypernuclei Others More with EM calorimeter

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まとめ

100MHz のビームで実験できる装置をつくり、どんどん成果をだして、実験室とビームラインを拡張しよう！