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の製作　* GEM-TPCのテスト結果　* ビームテストの計画　* まとめ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 1/8 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) を用いたタイムプロジェクションチェンバー 2/8 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 • 穴の中以外では電場は一様なので、磁場中でのE×Bエフェクトが抑えられる • 増幅された電子を見るので信号が空間的に狭いものになる。イオンのテールが無くなる • 2次元対称性を持つので入射角依存性がない　　　　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高エネルギー重イオン衝突実験や将来のリニアコライダーでの使用が検討されている http://gdd.web.cern.ch/GDD/ 3/8 2004年3月27日日本物理学会 27pZB-5

GEM-TPCの製作 wire-TPCをGEMを設置できるように改造した下蓋にGEMを設置 4/8 2004年3月27日日本物理学会 27pZB-5

GEM-TPC のテスト結果　X線(GEMの動作確認:増幅率の測定) TPCに取り付けたGEMが正しく動作していることを確認するために、 55Feの5.9keVのX線を用いて増幅率の測定を行なった。ガス : P10 (Ar 90% + CH4 10%)とCF4 電荷応答型プリアンプ立ち上がり30ns、時定数 1μs 55FeのX線の電荷分布増幅率曲線 5/8 2004年3月27日日本物理学会 27pZB-5

GEM-TPCのテスト結果レーザー 窒素レーザー(波長337nm)によりガス(P10, CF4)を電離し、できた電子を15cmドリフトさせ、GEMで増幅し、信号を観測した。レーザーの一部をフォトダイオードに入射させ、トリガーとして用いた。正しく動作している!! 6/8 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に読み出しパッドの形状を変更する(長方形、chevron) 7/8 2004年3月27日日本物理学会 27pZB-5

まとめ • 信号増幅部にGEM(ガス電子増幅器)を用いたTPCを製作した • 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 8/8 2004年3月27日日本物理学会 27pZB-5

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