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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)

strangeness 研究会　 2010.12.04. 大強度ビームにふさわしい実験装置をつくろう Kenichi Imai (JAEA). 序 High rate tracker TPC 4 p spectrometer for hyperons. 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！. 　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！

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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)

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Presentation Transcript

  1. strangeness 研究会　2010.12.04 大強度ビームにふさわしい実験装置をつくろうKenichi Imai (JAEA) 序 High rate tracker TPC 4p spectrometer for hyperons Seoul-meeting 2010/11/30

  2. 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！ Seoul-meeting 2010/11/30

  3. 　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！ Seoul-meeting 2010/11/30

  4. 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。 Seoul-meeting 2010/11/30

  5. R&D (for 100 MHz) at JAEA (1) Scintillating Fiber tracker for beam （Hasegawa, Miwa,,,) 1mm fiber with MPPC readout  200mm 100MHz for 40mm  2.5MHz for each Time resolution ~200psec 1mm Seoul-meeting 2010/11/30

  6. (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, 300mm thick, 80mm pitch, • MWDC  SSD s=200mm 20mm dq = 0.3mrad with 100cm dq=0.3mrad with 10cm distance • Multiple scattering (300mm SSD) ~ 100cm air (~0.4mrad at 1.8GeV/c) Momentum resolution is similar as it is. Seoul-meeting 2010/11/30

  7. SSD will be ready next year (March?) Seoul-meeting 2010/11/30

  8. (3)標的内蔵型 4p 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 Seoul-meeting 2010/11/30

  9. Nuclear Force from LQCD !! Ishii, Aoki, Hatsuda P.R.L 99 (2007) 022001 2010.9.11 物理学会（小倉）

  10. 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 LL threshold. Seoul-meeting 2010/11/30

  11. LL invariant mass (KEK-E522)C.J.Yoon et al., PRC75 (2007) 022201 ffs2 is consistent with DBLL=1.0 MeV obtained by Nagara event f Seoul-meeting 2010/11/30

  12. TPC at K1.8 for 10-100MHz beam 4p acceptance spectrometer for charged particles. Target is inside TPC for L, S, X (K0) at high beam rate. Surrounded by EM calorimeter (future)

  13. LEPS TPC Online Event Display g beam Seoul-meeting 2010/11/30

  14. Test TPC ( beam test at Tohoku soon) Does TPC work up to 10 ~ 100 MHz beam rate? 1track/10mm at 10MHz Seoul-meeting 2010/11/30

  15. Possible physics with TPC spectrometer • L(1405), (L*, S*, X*) • K*,f, r and chiral symmetry • K-pp • Decay of X-hypernuclei • Others • More with EM calorimeter Seoul-meeting 2010/11/30

  16. 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！ Seoul-meeting 2010/11/30

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