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Fermilab E653 再解析. 名古屋大学 基本粒子研究室 (F 研 ) M2 吉岡哲平. 原子核乾板. 100micron. 3cm. x500. 3cm. 100micron. 原子核乾板を使って発見された主な粒子. π 1947 X 粒子(チャーム粒子 ) 1971 ν τ 1998. 原子核乾板の特徴. 長所 sub-micron の位置分解能 半永久的に保存が可能 電力が要らず、携帯性に優れている 短所 温湿度変化の影響を受けやすく管理が大変 解析に時間がかかる →自動解析システムの構築により解消. S-UTS.
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FermilabE653再解析 名古屋大学 基本粒子研究室(F研) M2 吉岡哲平
原子核乾板 100micron 3cm x500 3cm 100micron
原子核乾板を使って発見された主な粒子 • π 1947 • X粒子(チャーム粒子) 1971 • ντ 1998
原子核乾板の特徴 • 長所 • sub-micronの位置分解能 • 半永久的に保存が可能 • 電力が要らず、携帯性に優れている • 短所 • 温湿度変化の影響を受けやすく管理が大変 • 解析に時間がかかる →自動解析システムの構築により解消
S-UTS 80cm2/h (SUTS)
Scanning Power Roadmap 700 1000 140 60 40 100 1stage 7.0 facility 10 1.2 / h 0.6 1 2 cm 0.1 0.1 0.02 0.01 0.003 0.001 TS(1994) NTS(1996) UTS(1998) SUTS(2006) SUTS(2007-) Scanning Power Roadmap CHORUS DONUT OPERA OPERA E653 CHORUS DONUT
1980年代 SUTS 2006年~ 全自動スキャニング コンピュータ補助を用いた人による測定 約10000倍高速化
照射から反応点探索までの流れ 照射 現像 ・専用ハードウェアによる高速処理(SUTS) 飛跡読み出し(データ取り) 結構大変だけど あまり報われないところ ・ノイズ除去 ・ゆがみ補正 ・トラック構築 ・乾板間の座標合わせ ソフトウェア処理 現在、自動化できるように 開発中 反応点探索
Fermilab E653 • B粒子の直接検出とチャーム粒子の詳細解析を目的とした実験 • 期間 • 1985年5月~8月 1stRun p 800GeV/c • 1987年8月~9月 2ndRun π- 600GeV/c
Fermilab E653 Bulk型の原子核乾板 ECCとは異なり飛跡を 丸ごと見ることができる 解析されたのは 108反応中105反応
E653再解析の目的 • σ(Ds)、BR(Ds→τ+ντ)の測定 • 現在の値 DONUT実験におけるντ反応断面積の測定に貢献 R.Schwienhorst, Ph.D.Thesis,2000 ( for 800 GeV protons ) ( PDG )
必要な精度 Ds→τ+ντのイベント 0.1micronの分解能が必要 当時は接眼マイクロメータを用いた 精密ステージを作った 精密ステージ(遺産)
通常の解析 これまでの実験(CHORUS・DONUT)と同様の解析を行うと、 位置分解能 3micron・・・ ソフトウェア処理を使って どこまで分解能を下げられるか
Distortion(乾板のひずみ) 補正前 補正後
今の解析システムで得られる分解能 • Distortionの除去 • ステージ台のメカニカルエラー取り 等、様々なソフトウェア処理により 位置分解能 0.3micron これはCCDカメラのpixel size (0.452micron) が主な原因
まとめとこれから • F研ではこういうこともやっています。 • 0.1micronの分解能を得るには、CCDの解像度を上げるなり、顕微鏡の倍率を上げる必要がある • が、OPERAの裏で動くため実際のところハードウェアの変更は難しい
Penetrating Track Tomographic 16 Images TV-camera Give counter shift Sum and Discriminate Track Recognition by Track Selector