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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!