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総合研究大学院大学夏季実習参加報告

総合研究大学院大学夏季実習参加報告. Iwasaki Takashi. 6 月 2 ～ 4 日にかけて高エネルギー加速器研究機構で総合研究大学院大学の夏季実習に参加してきました 2 日 KEK 内見学 (PS 、 Belle 検出器、 ATF) 3 日 実習・・・光子計測 4 日 午前実習、午後講義. 光子計測実習. 発光ダイオードを用いて光子を発生させ、 PMT 、 MPPC 等を用いてシグナルを増幅しオシロスコープ、 MCA 等を用いて見た時シグナルがどのように見えるかを確かめるのが目的 が MCA をうまく動かせずオシロで見るだけに …

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総合研究大学院大学夏季実習参加報告

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Presentation Transcript

  1. 総合研究大学院大学夏季実習参加報告 Iwasaki Takashi Local lab meeting

  2. 6月2～4日にかけて高エネルギー加速器研究機構で総合研究大学院大学の夏季実習に参加してきました6月2～4日にかけて高エネルギー加速器研究機構で総合研究大学院大学の夏季実習に参加してきました • 2日 • KEK内見学(PS、Belle検出器、ATF) • 3日 • 実習・・・光子計測 • 4日 • 午前実習、午後講義 Local lab meeting

  3. 光子計測実習 • 発光ダイオードを用いて光子を発生させ、PMT、MPPC等を用いてシグナルを増幅しオシロスコープ、MCA等を用いて見た時シグナルがどのように見えるかを確かめるのが目的 • がMCAをうまく動かせずオシロで見るだけに… • この発光ダイオードの回路を組み上げるのに半日以上かかった Local lab meeting

  4. オシロ CLOCK DISCR LED PMT/MPPC オシロ • PMT、MPPCは暗箱の中にいれ、さらに黒いビニールでLED、PMT、MPPCを覆ってやることで光子数個分のシグナルがオシロで見えるように調節した • CLOCKから信号を作り、その信号が来ている時だけダイオードが光るようセットアップした まず黒いビニールで覆わずオシロの信号を見てみた。するとすでにこの時点で光子数個分のシグナルしか見えてなかった。これはデッドタイムを考えずにCLOCKの周波数を決めていたせいで、周波数を落とすと正しく信号が見えた これに気づくまでさらに半日。１日目終了 Local lab meeting

  5. MPPC • MPPC(Multi Pixel Photon Counter)とは複数のガイガーモードAPDからなる光検出器 • MPPC は浜松ホトニクスの製品名 • SiPM、PPD(Pixelated Photon Detector)等ほかの名称もある • 一つのガイガーモードAPDに光子が入った時、出てくるシグナルは一定の大きさを持つ。複数光子が入った時は一つの光子の時のシグナルの複数倍の大きさをもつシグナルが出る Local lab meeting

  6. MPPC • 長所 • HV70V程度で十分なゲインが得られる • 回路を作るのが比較的簡単かつ、サイズが小さい • 短所 • サイズが小さいため大きいサイズの検出器に適用するのは少し難しい • PMTと比較してノイズがやや大きい Local lab meeting

  7. ガイガーモードAPD • VBIASによってCDがチャージされている • 光子が入ることによって電子なだれが引き起こされる(スイッチがオンになる)。CDから電流が流れてシグナルとなる • しばらくするとスイッチがオフになり再びVBIASによってCDがチャージされる • 以下繰り返し・・・ Local lab meeting

  8. MPPC 1γ 2γ 3γ 図はイメージです Local lab meeting

  9. MPPCを暗箱の中に入れ、さらにLEDを黒いビニールで覆って測定してみるとMPPCを暗箱の中に入れ、さらにLEDを黒いビニールで覆って測定してみると • 光子一つまたは二つのシグナルが見えた • 加えるHVを増加させるとそれに比例してシグナルの大きさが増加していくことを確認した • 読みだした信号がポアソン分布に従うことまで確認する予定だったが時間切れのため行えず Local lab meeting

  10. 21世紀に残された宇宙物理学の4つの謎　　－高エネルギー物理と宇宙の接点－21世紀に残された宇宙物理学の4つの謎　　－高エネルギー物理と宇宙の接点－ • 内容は理論宇宙物理学と宇宙背景放射、赤方偏移等の観測による実験結果の説明、そこから宇宙の膨張の謎、宇宙の起源の謎について説明するというようなものでした　　　　　　　　　（講談社ブルーバックスでも読めばこと足りそうな印象（数式除く）でしたがほとんどわかりませんでした） Local lab meeting

  11. まとめ • MPPCという今まで扱ったことのない増幅器を使わせてもらえたのはいい経験でした。将来改良され広範囲の検出にも耐えられる性能が得られれば原子核衝突実験の検出器としても使われるようになるかもしれません • 企業の人と一緒に実験したのですが、企業の考えはまず環境第一だということ。その上で十分な性能を引き出せるか研究しているそうです • はんだごての扱いが少しうまくなりました Local lab meeting

  12. back up Local lab meeting

  13. Local lab meeting

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