Transcript (GEM-TPC)の開発

ガス電子増幅器を読み出しに用いた
タイムプロジェクションチェンバー
(GEM-TPC)の開発
東大CNS、早大理工A
織田勧、 浜垣秀樹、 小沢恭一郎、
犬塚将英、 磯部忠昭、 山口頼人A
内容
*GEM-TPCとは
*GEM-TPCへの改造
*GEM-TPCのテスト実験結果
*ビームテストの計画
*まとめ
2004年3月27日 日本物理学会 27pZB-5
GEM-TPCとは
• 増幅部にワイヤーではなく、
GEM(ガス電子増幅器
Gas Electron Multiplier)
を用いたもの
• 誘起電荷ではなく、増幅さ
れた電子を見るので信号が
速くて、空間的な広がりが
小さくなる
• ドリフト領域へのイオンフィー
ドバックが大幅に減少する
(ゲートワイヤーが不要)
2004年3月27日 日本物理学会 27pZB-5
GEM-TPCの利点
• ドリフト領域へのイオンフィードバックが抑えられる
• 増幅された電子を見るので信号が速くて空間
的に狭いものになる。イオンのテールが無くなる
• 電場は穴の中以外では一様なので、磁場中で
のE×Bエフェクトが抑えられる
• 2次元対称性を持つので入射角依存性がない
• 増幅部の構造が~100μmなので読み出しをピ
クセル型にすることもできる
位置分解能、2粒子の飛跡の分解能が向
上すると期待される
将来のリニアコライダーや高エネルギー重イ
オン衝突実験での使用が検討されている
2004年3月27日 日本物理学会 27pZB-5
GEM-TPCへの改造
改造点
・フィールドケー
ジの下端をグラ
ウンドにしない
ようにした
・GEMを設置し、
HVを供給でき
るようにした
・GEMとパッド
の取り外しを容
易にした
2004年3月27日 日本物理学会 27pZB-5
GEM-TPC のテスト実験結果 X線
(GEMの動作確認、ゲインの測定)
55FeのX線のADC分布
自分で取った
データを載せます
2004年3月27日 日本物理学会 27pZB-5
GEM-TPCのテスト実験結果
レーザー
レーザーにより電離されてできた
電子を15cmドリフトさせて測定した
2004年3月27日 日本物理学会 27pZB-5
宇宙線の信号
VGEM = 510 V
2004年3月27日 日本物理学会 27pZB-5
KEK-PSでのビームテスト
• 5月にKEK-PSでビームテストを行なう
予定
• 評価項目
– 位置分解能(X方向、Z方向)
– 2粒子の飛跡の識別能力
– ガスによる性能の違い(P10、CF4)
• X方向の分解能を向上させるため読み出
しパッドの形状を変更する(長方形、ジグ
ザグ・chevron)
2004年3月27日 日本物理学会 27pZB-5
physics/0402054
まとめ
• TPCの増幅部分をワイヤーからGEM(ガス電子増幅
器)に置換した
• レーザーにより作られた信号を観測することで正しく動
作することを確認できた
• 今年の5月にKEK PSでビームテストをする予定である
– 位置分解能(X方向、Z方向)
– 2粒子の飛跡の識別能力
– ガスによる性能の違い(P10、CF4)
を調べる
2004年3月27日 日本物理学会 27pZB-5