Transcript ppt - GLD

ILC 測定器ワークショップ
（学術創成「ILC測定器」第一回年会）
学術創成研究費「国際リニアコライダーでの実験のための革新的測定器システムの開発研究」
２００６年 １２月２０日
東北大学 山本均
ヒッグス質量分解能
(Lepton recoil mass)
〜ILC
< LHC
120 GeV ヒッグス
■
これまでにない高い運動量分解能が要求される。
Jet(quark) エネルギー分解能


e e  WW , ZZ
W / Z  jj
(search for strong coupling of WW, ZZ)


 E / E  0 .6 /
 E / E  0 .3 / E (GeV )
〜ILC
E (GeV )
〜LHC
■ もし  E / E  0 .3 / E なら, Z/Wjj が分離可能



ILCのための測定器開発
現在最新鋭の測定器（LHC）との比較
反応点測定器
ピクセルの細かさ（面積）
測定器の物質量
位置測定精度
飛跡測定器
測定器の物質量
運動量の測定精度
シャワー測定器
セルの細かさ（面積）
1000倍
1 / 30
30倍
1/6
10倍
200倍
SiD
5 Tesla
Silicon tracker
W-Si ECAL
LDC
4 Tesla
TPC
W-Si ECAL
GLD
3 Tesla
TPC
W-Scint ECAL
By Y. Sugimoto
4th Detector Concept
• 二重読みだしECAL
(scintillation+Cerenkov)
• 三重読みだしHCAL
(scintillation+Cerenkov+neutron)
• 二重ソレノイド : return yokeなし
ILC測定器：クォーク再構成が要
PFA(particle flow algorithm)
• 荷電粒子はトラッカーで測定
• 中性粒子はカロリメータで測定
• 重複を除くためにシャワーの分離
→ 大きな半径
GLD測定器
◆ 大型
◆ 磁場は中程度（３T）
◆ 安価で高精細なカロリメータの開発
◆ 高精細バーテックス検出器
→杉本さんのトーク
GLD測定器 研究参加
１６カ国 ７７大学・研究機関 ２２４名
#大学・機関
イギリス
５
ドイツ
３
イタリア
２
オランダ
１
ロシア
１
#大学・機関
日本
２８
韓国
８
中国
５
インド
４
台湾
２
フィリピン
２
オーストラリア ２
シンガポール １
ベトナム
１
アメリカ
カナダ
#大学・機関
１１
１
参加人数 国別内訳
日本
7
10
7 6
韓国
中国
7
USA
11
GLD測定器 研究参加大学・研究機関
台湾
14
128
15
インド
フィリピン
20
ドイツ
イギリス
その他
ILC 測定器研究費（４年間）
(Salary not included)
As of Jan 2006
12000
10000
8000
k$
6000
4000
2000
0
EU
US
Canada
Japan
Korea
other
Worldwide Study R&D panel report, 2006/1
ILC 測定器研究費（４年間）
(Salary not included)
As of May 2006
12000
10000
8000
k$
6000
4000
2000
0
EU
US
Canada
Japan
Korea
other
Worldwide Study R&D panel report, 2006/1
増加分：学術創成「ILC測定器」
新しい物理原理の解明
＊真空の本質
＊ダークマター
＊超対称性原理
＊余剰時空の構造
学術創成「ILC測定器」
国際リニアコライダー
＊日本のリーダーシップ
＊国際的な若手の養成
高分解能測定器
最適化
要素開発
反応点測定
FPCCD
飛跡測定
MPGD
シャワー測定
MPPC
最新鋭検出素子の開発・実用化
この研究計画
Phase 1 : 要素開発
平成１８年度
Phase ２ : 中大型プロトタイプ
平成１９年度
平成２０年度
平成２１年度
平成２２年度
FPCCD基本設計
小型プロトタイプ
反応点
測定器
中型プロトタイプ
大型プロトタイプ
実機の工学設計
MPGD素子開発
飛跡
測定器
小型試験装置
エンドプレート設計
エンドプレート製作
試験
(ヨーロッパと共同）
実機の工学設計
MPPC素子開発
シャワー
測定器
プロトタイプ設計
プロトタイプ製作
ビーム試験（欧米と共同）
実機の工学設計
GLD Leadership
Contact people
Asia
H. Park
★ Y. Sugimoto
★ H. Yamamoto
America
G. Wilson
Europe
R. Settles
M. Thomson
★ 学術創成「ILC測定器」の研究分担者
Executive board
★ S. Yamashita - 最適化
★ A. Miyamoto - software/reconstruction
★ Y. Sugimoto - 反応点測定
H.-J. Kim - intermediate trackers
★ A. Sugiyama, R. Settles - 飛跡測定
★ T. Takeshita - シャワー測定
T. Tauchi - Machine-detector interface
★ H. Yamaoka - magnet/support
P. LeDu - Data Aquisition
M. Thomson - space/band-width
By Y. Sugimoto
WWS
Worldwide Study on Physics and Detectors for LC
共同議長
加速器
組織委員会
GDE
.....
MDI
R&D
DCR
Cost
各種委員会
MDI : machine detector interface
DCR: detector concept report
.....
SiD
LDC
測定器グループ
GLD
測定器R&D レビュー会議
■
目的
◆
■
形式
◆
■
1 日 公開 + 1 日 閉 + 1 日 報告
ILC会議に付随
◆
◆
◆
◆
■
‘Improved communication leading to enhanced R&D
programmes’
北京 (2007.２月) : トラッカー (TPC,シリコン）
DESY (LCWS 2007.6月) : カロリメータ
Fermilab (2007, 10月) : バーテックス
アジア(2008.春) : その他全て (PID, DAQ, Muon, 等.)
レビュー委員：
◆
◆
WWS R&D パネル + 外部エキスパート
地域の測定器開発代表 （アジアは幅淳二）
WWSによる測定器のtimeline
Accelerator
(2005.12) Acc.Baseline
Configuration Document
Detector
Detector R&D report
(2006.2) Detector Outline Document (one
for each detector concept)
(2007.2) Acc. RDR (Reference
Design Report)
DCR (Detector Concept Report : one
document)
LC site selection
Acc. EDR
Collaborations form
Detector EDR
~Site selection + 1yr
Global lab selects experiments
(less than 3 for startup)
現在のベースライン
２つの測定器が１つの実験ホールに。
（それぞれ14 mrad crossing）
main linac
~25m
ビームダンプ
測定器
1IR、測定器２つ？（push-pull)
（平面図）
測定器１
測定器２
■
GDEで審議中。
◆
◆
◆
■
タスクフォース
◆
■
WWS, MDI 委員会、そしてSiD以外の測定器グループはpush-pull
に関して強い懸念を表明。
おそらくベースラインになるものと思われる。
当初予算が全体の５％減。
Push-pullの技術的解決のために継続努力が必要。
いずれにせよ測定器は２つ。
測定器ロードマップ（ WWS提案）
広く物理学者による議論のためのたたき台
2007終~ 2008初
測定器Conceptual Design Report (CDR) (~4?)
2008
International Detector Advisory Group (IDAG) が測定器CDRを審議し
２つの測定器へと「誘導」する。必ずしも２つを選択するのでは
なく、融合の可能性大。
2009~2011
測定器EDR (Engineering Design Report) が書かれる。
この研究会で達成したい事
■
現状評価と方向の確認
各タスクについて：
◆ プロジェクト発足後６ヶ月の評価
◆ 短期（〜１年）計画
◆ 長期計画（プロジェクト全体）
■
DCR
◆ 各測定器部分の記述の確認、補充
■
測定器R＆Dレビュー
◆ まずは来年２月北京のTPCレビューの準備
Backup Slides
ILCの測定器での観測例
ヒッグス粒子の生成・崩壊の様子
（シミュレーション）
7.5m
シャワー測定器
反応点測定器
飛跡測定器
超伝導コイル
4m
12cm
LCWS06
Bangalore
EUDET
EU funded 4-year program (‘Integrated Infrastructure Initiative’)
to improve infrastructure for ILC detector R&D
total budget 21.5M€, EU-funded: 7M€
Coordinating Lab: DESY – Participants from all over Europe
Magnet from Japan (good example… more of that, please)
p. 25
Workpackages on
- Testbeam Infrastructure
- Tracking Infrastructure
- Calorimetry Infrastructure
- Common tasks (Software,
Computing,
Chip-Design)
This infrastructure is open to the world!
Klauss Desch