Transcript 基礎物理学コロキウムポスター

Belle SVD2.0 Trigger Specification
基礎物理学専攻 渡邊研究室 M1 倉城秀行
CP対称性の破れとBelle実験
現在の宇宙論によれば、宇宙には物質と反物質が同じだけ存在し
ていなければならないが、実際には物質しか存在しない。
このような非対称性はどこから来るのであろうか？
その鍵を握るのがCP対称性の破れであると考えられている。CP対
称性とは粒子と反粒子の対称性のことであり、1964年にV.L.Fitch、
J.W.Croninらによって K 0 中間子の崩壊過程の中で初めて発見され
た。 （C：荷電共役変換 P：パリティ変換）
現在、茨城県つくば市にある高エネルギー
加速器研究機構（KEK）でCP対称性の破れ
を検証するための実験が行なわれている。
（Belle実験）
この実験では、加速器によって電子（8GeV）
と陽電子（3.5GeV）を衝突させ、大量（年間1
億個）のB中間子対を生成しその崩壊位置の
差を測定することで、CP対称性の破れを観測
しようとする実験である。そのため高い位置決
定精度をもつ検出器が必要となる。
Belle Detector
KEKB加速器
Silicon Vertex Detector
この高い位置決定精度を実現するのがSilicon Vertex Detectorで
ある。これは板状のシリコンストリップ検出器（DSSD）を円筒形状４層
に配置した検出器であり、通過した粒子の２次元位置情報をトラッキン
グすることでB中間子の崩壊点を数十μmの精度で測定できる。
2003年7月、このSVDがアップグレードされる（SVD2.0）。
Belle Trigger System
VA1TAは128chの信号をシリアルに読み出すため、信号を一旦
ホールドし、その後順次読み出す。ホールドに使うトリガーをLevel 0
Trigger、また信号を読み出すためのトリガーをLevel 1 Triggerと呼
ぶ。L0TはSVDとsmall-CDC、TOFからの信号を基に生成され、L1T
はSVDとCDCのMatchingによって生成される。
仕様
内径：40mm
外径：176mm
全長：458mm
Ladderのサンプル図
SVD2.0全体図
Global Decision Logic（GDL）
からの要請により、
L0T：～600ns
L1T：2400ns
でトリガーを生成しなければな
らない。
左にトリガーのタイミング・ダ
イアグラムを示す。
ビーム軸から見た図
が粒子のヒット位置情報
これらをトラッキングすること
で粒子の崩壊位置を決定
SVD2.0 Readout System
SVD2.0のヒット情報の読み出しはVA1TAと呼ばれるチップで行なわ
れる。このチップは1枚で最大128chの並列読み出しができる。VA1TA
はVApartとTApartに分かれていて、それぞれ以下のような特徴がある。
Level 1 Trigger
現在私は、L1TのロジックをFPGAを使って開発しています。
L1TはSVDのヒット情報とCDCのヒット情報のMatchingによって生
成される。下の図にあるように、SVDを18のエリア（wedge）、CDCを
６４のwedgeに分割し、それぞれのwedgeにおいてMatchingを行な
う。このとき、1本でも有意なトラックが存在するとL1Tは出力される。
VA part
128chの各ストリップからの信号を
multiplexerによりシリアル化して、
単一ラインにて読み出す。
TA part
VA1TAのダイアグラム
VAからの信号を受け取り、fast shaper
によりＶＡよりも早く信号（トリガー）を生
成する。出力は128chの論理和（OR）で
出力される。
L1TのロジックはVerilogと呼ばれる
ハードウェア記述言語（HDL）で書か
れ、VME9UボードのFPGAにダウン
ロードされます。現在は、L1Tのロジッ
クの実機とシミュレーションとの比較を
行い、デバッグを行なっています。