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学術創成研究 「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」. 東北大学 山本均 2006.6.28, ILC 測定器学術創成会議, KEK. ILC 測定器開発資金(今後約4年間). 2006 年1月「現在」. ( 人件費は除く). K$. Worldwide Study R&D panel report, 2006/1. ILC 測定器開発資金(今後約4年間). 学術創成内定 → 日本は米国と同レベルに. ( 人件費は除く). K$. EUDET. Klauss Desch @ Bangalore 06.
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学術創成研究「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」学術創成研究「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」 東北大学 山本均 2006.6.28, ILC測定器学術創成会議,KEK
ILC測定器開発資金(今後約4年間) 2006年1月「現在」 (人件費は除く) K$ Worldwide Study R&D panel report, 2006/1
ILC測定器開発資金(今後約4年間) 学術創成内定 → 日本は米国と同レベルに (人件費は除く) K$
EUDET Klauss Desch @ Bangalore 06 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) Workpackages on - Testbeam Infrastructure - Tracking Infrastructure - Calorimetry Infrastructure - Common tasks (Software, Computing, Chip-Design) p. 4 This infrastructure is open to the world!
経緯 • 日本では、昨年まで中大型のLC測定器開発資金を申請して来たが採択されず。 • 今年は、ほぼ同じ内容の二つの大型資金を申請(「ひとつ通れば万々歳」): • 特定領域(代表:野崎):理論を含む • 学術創成(代表:山本) • 5月に学術創成が内定。(それ故に?特定領域は不採択) • 学術創成はその性格上分担者の数が少ない。特定領域申請者は自分の計画申請が通ったと考えてよい。
学術創成研究「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」学術創成研究「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」 • 5つのタスク • VTX, TPC, CAL, • OPT(PFA,最適化),GRID • 他の測定器要素(DAQ,muon, MDI etc.)も支援可能。 • 5年間(2006~2010)で4億円、内間接経費1億円。申請額の約9割(高い評価)。 • 旅費約1千万円/年。 • 研究員約6名採用。 • 2010年度に測定器TDR(工学設計)を作成。
国際リニアコライダー 学術創成研究 「国際リニアコライダーの ための革新的測定器の開発研究」 *他分野への波及 医療、光通信、 X線結晶学、、、 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 *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 飛跡測定 シャワー測定 GRID FPCCD MPGD MPPC 最新鋭検出素子の開発・実用化
シャワー測定器 (CAL) • Multi-Pixel Photon Counter (MPPC) の開発 • プロトタイプの設計、製作 • 欧米との共同による試験 (EUDET) • 反応点測定器 (VTX) • Fine-Pixel CCD (FPCCD) の開発 • 小、中、大型プロトタイプの製作、 評価 • 飛跡測定器 (TPC: Time Projection chamber) • Micro-Pattern Gas Detector (MPGD) の開発 (GEM) • 電子検出面の設計、製作 • EUDET による設備で評価 最適化 (OPT) 主にクォーク再構成のシミュレーション GRID 研究計画
学術創成タイムライン Phase 1 : 要素開発 Phase 2 : 中大型プロトタイプ 平成18年度 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 反応点 測定器 小型プロトタイプ 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 小型試験装置 飛跡 測定器 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
ILC測定器研究組織図 国際ILC物理測定器研究組織 Worldwide Study on Physics and Detector for Linear Collider (WWS) J. Brau (米) F. Richard (欧) H. Yamamoto (アジア) 共同議長 組織委員会 加速器 GDE MDI R&D DCR編集 ..... SiD LDC GLD 各種委員会 測定器研究グループ
米、欧、アジアを核とした3つの測定器研究グループが競争/協力.米、欧、アジアを核とした3つの測定器研究グループが競争/協力. 日本の最新技術、優秀な人材によるリーダーシップに国際的な期待. SiD(米) GLD(アジア) LDC(欧)
3測定器概念の特徴 • SiD (アメリカ中心) 小型 • シリコン飛跡検出器, 5テスラの磁場 • シリコン/タングステン 電磁カロリメータ • 4人の代表 (米 2, アジア 1, 欧 1) • LDC (ヨーロッパ中心) 中型 • ガス飛跡検出器 (TPC), 4テスラの磁場 • シリコン/タングステン 電磁カロリメータ • 6人の代表 (米 2, アジア 2, 欧 2) • GLD (アジア中心) 大型 • ガス飛跡検出器 (TPC), 3テスラの磁場 • シンチレータ/タングステン 電磁カロリメータ • 6人の代表 (米 2, アジア 2, 欧 2)
4th Concept Study • Dual-readout electro-magnetic calorimeter • (scintillation+Cerenkov) • Triple-readout hadron calorimeter • (scintillation+Cerenkov+neutron) • Double solenoid : No return yoke • Not yet officially recognized by WWS
GLD設計方針 シャワー測定器内のシャワー生成の様子 大型測定器→シャワーの分離 シンチレータを用いた高精細カロリメータの開発 →コストの削減
GLD測定器 研究参加 16カ国 77大学・研究機関 224名 #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 #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 アメリカ 11 カナダ 1 参加人数 国別内訳 • GLD測定器 研究参加大学・研究機関
GLD Leadership Executive board S. Yamashita - 最適化 A. Miyamoto - ソフトウェア Y. Sugimoto - 反応点測定 H.-J. Kim- 中間飛跡測定 A. Sugiyama, R. Settles- 飛跡測定 T. Takeshita - シャワー測定 T. Tauchi - 加速器測定器接点 H. Yamaoka - コイル、構造 P. LeDu- データ取得 M. Thomson- space/band-width Contact people Asia H. Yamamoto H. Park America M. Ronan G. Wilson Europe R. Settles M. Thomson ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
研究協力の推進 • 国際研究協力 • ヨーロッパ • 大型TPCプロトタイプ (ILC-TPC共同研究) • カロリメータ( CALICE共同研究) • バーテックス, etc. • 北米 • EMI研究 • もっとかかわり合うべき • 国内研究協力 • KEK測定器開発室 • Belle, ニュートリノ、等 • 積極的に共同研究を推進する。
Internationl Linear Collider Timeline 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Global Design Effort Project Baseline configuration Reference Design Technical Design ILC R&D Program Expression of Interest to Host International Mgmt Barry Barish
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 (カロリメータ) 反応点測定器 飛跡測定器 4m 12cm 超伝導コイル