MEG 実験用液体 Xeγ 線検出器用 光電子増倍管について I 森研究室修士2年 久松康子 東大素粒子セ, 早大理工総研 A, 高エネ研 B, BINP-Novosibirsk C, INFN-Pisa D, PSI E 岩本敏幸, 内山雄祐, 大谷航, 小曽根健嗣, 菊池順 A, 古田島拓也 A,

Slides:



Advertisements
Similar presentations
MEG 実験 液体キセノンカロリメータ におけるエネルギー分解能の追究 東大素粒子センター 金子大輔 他 MEG コラボレーション.
Advertisements

MEG 実験用液体 Xe scintillation detector の 40MeV γ 線を用いた性能評価 II 東大素セ、早大理工総研 B 、阪大理 C 、高エ研 D 、 BINP-Novosibirsk E, INFN-PISA F, PSI G 岩本敏幸、大谷航、小曽根健嗣、菊池順 B 、
フェルミ国立研における SciBooNE による ニュートリノ - 核子・原子核反応断面積の測定 東工大理, 京大理 A, KEK B, 東大宇宙線研 C 柴田利明, 宮地義之, 武居秀行, 中家剛 A, 横山将志 A, 田中秀和 A, 平出克樹 A, 栗本佳典 A, 中島康博 A, 石井孝 B, 田中真伸.
村松憲仁 東北大学電子光理学研究センター ELPH研究会 「素粒子・原子核実験における全吸収型 カロリメータの実例と応用」 2015年3月10日 BNL-E787/E949 実験で用いた エンドキャップ純 CsI ガンマ線検出器 1 興味のある方は I-H. Chiang et al., IEEE Trans.
MEG実験アップグレードに向けたMPPC読み出しによる 新しいタイミングカウンターの研究開発
概要 2009 年 10 月 23 日に、いて座に出現した X 線新星 (XTE J ) を、出現から消滅まで 全天 X 線監視装置 MAXI (マキシ)で観測したところ、 新種のブラックホール新星であることが判明した。 従来のブラックホールを、 多量のガスを一気に飲み込む「肉食系」と.
太陽系シミュレータ 和島研究室 ソ 畑本義明
1 ヤマセに関する 2-3 の話題 (2) 川村 宏 東北大学大学院理学研究科 H 弘前大学.
Excelによる積分.
信号測定. 正弦波 多くの場合正弦波は 0V の上下で振動する しかし、これでは AD 変換器に入れら れないので、オフ セットを調整して データを取った.
アルゴリズムとデータ構造 補足資料 7-4 「単純交換ソート exsort.c 」 横浜国立大学 理工学部 数物・電子情報系学科 富井尚志.
1. 1. Belle II 実験/ SOI ピクセル検出器  Belle II 実験 2012 年頃の開始を目指す。 Belle 実験の 50 倍のルミノシティ目標  高いバックグラウンド環境  ピクセル検出器  DEPFET :ベースライン 数年で放射線損傷。  SOI : DEPFET.
論理回路 第1回. 今日の内容 論理回路とは? 本講義の位置づけ,達成目標 講義スケジュールと内容 受講時の注意事項 成績の評価方法.
Bar-TOP における光の 群速度伝播の解析 名古屋大学 高エネルギー物理研究室 松石 武 (Matsuishi Takeru)
Liquid Xenon Carlorimetry at the MEG Experiment Satoshi MIHARA Univ. of Tokyo.
平成 23 年 6 月 16 日もも脳ネット 脳卒中連携パス結果報告 担当 岡山医療センター 大森 信彦.
太陽中性子国際観測網と 最近の太陽活動 松原豊他太陽中性子グループ 2004 年 3 月 28 日 日本物理学会第 59 回年次大会・九州大学.
通電着火による金属間化合物 TiAl の加圧反応焼結 塑性加工研究室 岩城 信二 通電焼結の特徴 導電性のある粉末を加圧 しながら短時間通電し,そ の抵抗発熱によって焼結す る. 粉末の自己発熱によって焼 結するため,エネルギ効率 が高い. TiAl における反応焼結に及ぼす 通電条件の影響 粉末 コンテナ.
地図に親しむ 「じっさいのけしきと 地図をくらべよう」
Particle ID by range-scattering method T. Toshito(Nagoya univ.) Inspired by Takahashi’s yesterday presentation of fragments.
主要穀物の生産について 1班 07A059 下久保 三奈 07A060 新家 智恵梨 07A061 末田 麻彩 07A095 野澤 彩
実験5 規則波 C0XXXX 石黒 ○○ C0XXXX 杉浦 ○○ C0XXXX 大杉 ○○ C0XXXX 高柳 ○○ C0XXXX 岡田 ○○ C0XXXX 藤江 ○○ C0XXXX 尾形 ○○ C0XXXX 足立 ○○
Run2b シリコン検出 器 現在の SVX-II (内側3層)は 放射線損傷により Run2b 中に 著しく性能が劣化する Run2b シリコン検出器 日本の分担: 1512 outer axial sensors 648 outer stereo sensors ( 144 inner axial.
Cross-Section Measurement of Charged- Pion Photoproduction from Hydrogen and Deuterium 概略 JLab の Hall A で HRS を用いて、 γn→π - p と γp→π + n の反応 について、 E γ =1.1.
Mass test of MPPC with a prototype of MEG II liquid xenon detector
MEG 実験 陽電子スペクトロメータの 性能と今後の展望 Yuki Fujii On behalf of the MEG collaboration JPS Hirosaki University 17 th Sep /9/17 日本物理学会@弘前大学 1.
Xenon Detector Status Liquid Xenon Detector Group.
MEG II 実験液体キセノンガンマ線検出器 における再構成法の開発 Development of the event reconstruction method for MEG II liquid xenon gamma-ray detector 小川真治、 他 MEG II
Wataru Ootani, ICEPP, Univ. of Tokyo SORMA X, May 21, 2002 Development of liquid xenon scintillation detector for new experiment to search for   e 
J-PARC でのハイパー核ガンマ線分 光実験に向けた Hyperball-J の建設状 況 東北大理、 KEK 、 セイコー EG&G 、 富士電機システム ズ 白鳥昂太郎、 田村裕和、 小野浩、 笠見勝裕、 小池武志、 竹内孝行、 千賀信幸、 春山富義、 保川幸雄 and the Hyperball-J.
24/Mar/2005 K. Ozone The 60th annual JPS meeting @ Noda Campus, Tokyo University of Science Outline 1. MEG experiment 2. LCS beam test 3. Performance evaluation.
Mar Toshiyuki Iwamoto (ICEPP) JPS 2010 Spring meeting, Okayama University1 MEG 実験による   e  探索 Run2009 東京大学素粒子物理国際研究センター 岩本敏幸 他 MEG コラボレーション.
Satoshi Mihara ICEPP, Univ. of Tokyo Feb MEG Review Meeting 1 CEX beam test at piE1 Satoshi Mihara.
Basic characteristic of 100 μ mGEM K,Kadomatsu ( saga.u) 池野正弘、宇野彰二、内田智久、氏家宣彦、関本美智子、 田中秀治、田中真伸、仲吉一男、村上武( KEK) 青座篤史、杉山晃(佐賀大) 中野英一、中川伸介(大阪市大) 杉山史憲(東京理科大)
HERMES 実験のための レーザーに基づくゲインモニタリングシステム 田中 秀和 田中 秀和, 大須賀 弘, 宮地義之, 柴田利明, 他 HERMES Collaborations 東京工業大学 基礎物理学専攻 柴田研究室 第57回年日本物理学会年次大会 2002年 3月27日 立命館大学 びわこ・くさつキャンパス.
2 1/March/2015 日本物理学会大70回年次大会@早稲田大学 東大ICEPP 内山雄祐 他 MEG II collaboration.
SiPM を用いたシンチレーションカウンターによる 細分化ポジトロン時間測定器のビーム試験結果 西村美紀 ( 東大 ) 内山雄祐(素セ)、大谷航(素セ)、 M. de Gerone ( Genova Univ. )、 Flavio Gatti(Genova Univ.) 、調翔平(九 大) 他 MEGコラボレーション.
MEG 実験におけるミュー粒子放射崩壊の 測定と利用 日本物理学会第67回年次大会 ICEPP, the University of Tokyo 内山 雄祐.
MEG II 実験のための 陽電子タイミングカウンターの開発 PSI でのハイレートビーム試験 Development of Positron Timing Counter with SiPM for MEG-II Experiment Beam Test Result in the high rate.
Flatness recovery technique May 30, 2008 T. Higo and T. Takatomi.
MEG II 実験 液体キセノンガンマ線検出器に用いる 光検出器 MPPC の 実装に向けた最終試験 家城 佳 他 MEG II collaboration + 九大の方々.
MEG 2009 現状と展望 東京大学素粒子物理国際研究センター 岩本敏幸 他 MEG コラボレーション 日本物理学会 2009 年秋季大会 甲南大学岡本キャンパス.
1 MEG 陽電子タイミングカウンタの ビーム中での性能評価と 解析方法の研究 * 内山雄祐 東大素粒子セ, INFN-Genova A, INFN-Pavia B 森俊則 F. Gatti. A,S.Dussoni A,G.Boca B,P.W.Cattaneo B, 他 MEG Collaboration.
MEG 実験用液体キセノン検出器の現状 東京大学素粒子物理国際研究センター 澤田龍 他 MEG カロリメータグループ 2007 年 9 月 24 日 日本物理学会 第 62 回年次大会 北海道大学.
Analysis MEMO Magnetic field shield for S-2S TOF detector 9Mar2015 Toshiyuki Gogami.
MEG Run 2008 液体キセノンガンマ線検出器 東京大学 素粒子物理国際研究セン ター 西村 康宏、 他 MEG コラボレー ション 2008 年秋季物理学会@山形大学小白川キャンパス.
Current status of MEG Experiment Yasuko HISAMATSU ICEPP, The Univ. of Tokyo ICEPP Symposium.
21 Sep 2006 Kentaro MIKI for the PHENIX collaboration University of Tsukuba The Physical Society of Japan 62th Annual Meeting RHIC-PHENIX 実験における高横運動量領域での.
MULTI3D T. Anan. MULTI3D MULTI3D (Botnen 1997) Leenaarts & Carlsson 2009; Leenaarts et al – MPI-parallelized, domain-decomposed version.
東大素粒子セ, PSI A, UCI B, ETH C 岩本敏幸 A, 内山雄祐, 大谷航, 小曽根健嗣 A, 澤田龍, 名取寛顕, 西口創, 久松康子, 三原智, 森俊則, 山田秀衛 B, M.Schneebeli C, S.Ritt A 内山 雄祐 日本物理学会2006年年次大会 @愛媛大・松山大.
MEG 実験 背景ガンマ線の研究 澤田 龍 MEG コラボーレーション 東京大学素粒子物理国際研究センター 2010 年 9 月 11 日 日本物理学会 2010 年秋季大会 九州工業大学戸畑キャンパス.
30/Mar/2003 K. Ozone Symposium "LXe detectors and new applications" in JPS meeting @ Tohoku Gakuin Univ. Tsuchitoi Campus, Sendai, Japan Contents 1. MEG.
1 K1.8BR beamline の 円筒型検出器群 (CDS) の Commissioning について Y.Sada (Kyoto-u) ストレンジネス研究 会.
Nucleon Form Factor 作田 理論センター 1. Axial vector mass のまとめ 2. Quasi-elastic scattering の現状 3. Nucleon Form Factor の復習 4. まとめ= Axial vector form.
SPring-8 レーザー電子光 ビームラインでの タギング検出器の性能評価 核物理研究センター 三部 勉 LEPS collaboration 日本物理学会 近畿大学 1.レーザー電子光 2.タギング検出器 3.実験セットアップ 4.エネルギー分解能 5.検出効率とバックグラウンドレート.
R&D works on Liquid Xenon Photon Detector for μ  e γ experiment at PSI Satoshi Mihara ICEPP, Univ. of Tokyo Outline Introduction Prototype R&D works Summary.
MEG 実験 2009 液体キセノン検出器の性能 II 西村康宏, 他 MEG コラボレーション 東京大学素粒子物理国際研究セン ター 第 65 回年次大会 岡山大学.
Development of Liquid Xenon Photon Detector for μ → eγ Search Experiment at PSI μ → eγ 崩壊探索実験用液体キセノン検出器の開発 Wataru OOTANI International Center for Elementary.
CDH time resolution M.Tokuda. 目的: CDH の基本性能である時間分解能を調べる ・まず TDC-calibration を行った。 次の回路によりチャンネルあたりの時間 ([s]/[ch]) を 測定した。 Pulse generatordelayTDC(100ns.
Compton scattering and Klein-Nishina formula
1 PMT Univ. of Tokyo Yasuko HISAMATSU ICEPP, MEG Collaboration meeting Feb. 10th, 2004.
1 PMT Univ. of Tokyo Yasuko HISAMATSU ICEPP, The University of Tokyo MEG VRVS meeting Jan. 20th, 2004.
g beam test of the Liquid Xe calorimeter for the MEG experiment
マイクロメッシュを用いた 三次元電場構造型μ-PICの開発
小川真治、 他MEG 第72回年次大会 MEG II 実験液体キセノンガンマ線検出器における取得データサイズ削減手法の開発 Development of the data size reduction method for MEG II liquid.
東京大学素粒子物理国際研究センター 三原 智
Liquid Xenon Detector for the MEG Experiment
Upgrade of LXe gamma-ray detector in MEG experiment
MEG実験の液体Xe検出器について 東大 ICEPP  森研究室 M1 金子大輔.
Development of large GEM trackers
Presentation transcript:

MEG 実験用液体 Xeγ 線検出器用 光電子増倍管について I 森研究室修士2年 久松康子 東大素粒子セ, 早大理工総研 A, 高エネ研 B, BINP-Novosibirsk C, INFN-Pisa D, PSI E 岩本敏幸, 内山雄祐, 大谷航, 小曽根健嗣, 菊池順 A, 古田島拓也 A, 澤田龍, 鈴木聡 A, 寺沢和洋 A, 名取寛顕, 西口創, 春山富義 B, 真木晶弘 B, 三原智, 森俊則, 山口敦史 A, 山下了, 山田秀衛, A.A.Grebenuk C, D.Grigoriev C, Y.Yuri C, D.Nicolo D, S.Ritt E, G.Signorelli E 東京大学素粒子物理国際研究センター 久松康子 日本物理学会 2004 年秋季大会 @高知大学

Abstract  About MEG Experiment  PMT for MEG photon detector  Works on Final Design of PMT  PMT test at Univ. of Tokyo  Summary 久松康子 日本物理学会 2004 年秋季大会 @高知大学

MEG Experiment µ+ e+ γ  beyond SM  SUSY-GUT promising MEGA(~1999) Br 1.2* MEG Br  Approved by Paul Scherrer Institut  Using intense muon 1*10 8 /sec  Start of Physics Run : 2006 久松康子 日本物理学会 2004 年秋季大会 @高知大学 52.8 MeV

MEG Liq. Xe γ detector Detect scintillation light with 800 Liter liq.Xe and with 830 PMTs PMT for liq.Xe detector needs to be/have…  Sensitive to VUV (Liq.Xe scintillation light)  Good performance at 165K (Liq.Xe temperature)  Stable under high rate background γ  Short  Able to operate under magnetic field Metal Channel Dynode  Do not contaminate Xe  Able to stand high pressure; up to 0.3MPa Metal CoverPositive HV Parts on Bleeder Circuit 久松康子 日本物理学会 2004 年秋季大会 @高知大学

PMT First Ver.Second Ver. Photocathode Rb-Cs-SbK-Cs-Sb Material to reduce surface R Mn layerAl Strip 165K ~6%? Gain control DifficultEasy Temperature surface resistance of photocathode Quantum Efficiency 久松康子 日本物理学会 2004 年秋季大会 @高知大学

 muon radiative decay  Gamma from positron annihilation  Neutrons from proton beam T.Iwamoto, 27aSB-6 π – p π 0 n π 0 γ γ π – p n γ  neutrons from pion’s CEX reaction run) [MeV] γ energy spectrum BG level ~ 6 gain (~10 7 p.e./sec) Major Background for PMT 久松康子 日本物理学会 2004 年秋季大会 @高知大学 52.8 MeV c.f. muegamma event

PMT performance under high rate B.G. Gain fluctuation due to high rate background  Base Circuit for MEG PMT # of photoelectron per sec δG/G

PMT performance under high rate B.G. Output from some First version PMTs deteriorates under high rate background. Related to the characteristics of photocathode in the low temperature  Rb-Cs-Sb + Mn First version PMT  To obtain “higher” gain, added more alkali  Larger fraction of alkali changed the characteristics of photocathode Gain Variation due to base circuit PMT outputs deterioration from two reasons: due to photocathode A.Yamaguchi 29aSB-4 B.G. ON 久松康子 日本物理学会 2004 年秋季大会 @高知大学 signal output Event # B.G. ON B.G. OFF ~20% τ~6min

PMT for MEG First Ver.Second Ver.Final Ver. Photocathode Rb-Cs-SbK-Cs-Sb Material to reduce surface R Mn layerAl StripAl Strip (doubled) Gain controll DifficultEasy 165K ~6%??? 久松康子 日本物理学会 2004 年秋季大会 @高知大学

PMT Univ. of Tokyo  How much has Q.E. improved?  Will PMT survive the high background environment? low temperature effect on photocathode bleeder circuit current A. Yamaguchi Xe tank Liq.Xe chamber Purification system PMT Test of Tokyo 久松康子 日本物理学会 2004 年秋季大会 @高知大学

PMT Test Set up Q.E. measurement Reference PMT 241 Am (alpha source) Liq. Xe Pulse tube refrigerator PMT Observe 5.5MeV alpha event Gain calibration using LED g: gain c: ADC least count σ: standard deviation M: mean of ADC spectrum e: elementary electric charge 55mm Gain : mm 久松康子 日本物理学会 2004 年秋季大会 @高知大学 LED

Q.E. measurement 久松康子 日本物理学会 2004 年秋季大会 @高知大学

PMT Test Set up Rate dependence test LED simulate the high rate background pulse height:4000~7200 p.e./event pulse shape: ~10nsec rate: 500Hz ~ 10KHz Liq. Xe Pulse tube refrigerator Liq. Xe PMT alpha Observe 5.5MeV alpha event, ~200Hz 久松康子 日本物理学会 2004 年秋季大会 @高知大学 LED 241 Am (alpha source) Background Level Upper limit : 2µA, 1*10 7 p.e./sec

Background : 2.2µA 1.3*10 7 p.e./sec Event # 1.2μA 7.2*10 6 p.e./sec 0.34μA 2.0*10 6 p.e./sec Background Level Upper limit : 2µA, 1*10 7 p.e./sec 久松康子 日本物理学会 2004 年秋季大会 @高知大学 signal output Event # ~20% signal output PMT for MEG final version Rate Liq. Xe c.f. First Version PMT τ~6min B.G. ON B.G. OFF

Summary  Works on Final Design of PMT have finished, Adopting new photocathode material: K-Cs-Sb Adding Al Strip Pattern : reduction of surface resistance  Final Version of PMT is liq.Xe.  New photocathode mentioned above works quite well;  Q.E. is expected to be ~4 times bigger than that of R6041Q.  Stable output under the estimated background level in MEG 久松康子 日本物理学会 2004 年秋季大会 @高知大学

PMT stability, DAQ Procedure DAQ started after all chamber components become low temperature Trigger : alpha self trigger DAQ Procedure : Pedestal Run Gain Calibration alpha run 久松康子 日本物理学会 2004 年秋季大会 @高知大学

Condition and Procedure Gain 1*10 6 Trigger: alpha self trigger (veto by LED driver pulse) Procedure Pedestal Run & Gain calibration using LED Alpha LED OFF 20 min Alpha LED ON 20 min -Change LED Pulse height, rate 久松康子 日本物理学会 2004 年秋季大会 @高知大学

 0 Beam Test at PSI  - (at rest) + p ->  0 + n,  0 (28MeV/c) ->   54.9MeV<E  <82.9MeV) Almost monochromatic   - + p -> n(8.9MeV) +  (129MeV) linearity check 55, 83 and 129MeV  neutron response 170°175° 54.9MeV 82.9MeV Opening angle(deg) Energy (MeV) Energy (MeV) 00   Opening angle

Radiative Capture events in Xe 132 Xe 133 Xe 131 Xe 130 Xe 135 Xe 137 Xe 129 Xe + n -> 130 Xe +  etc… Many  ’s are emitted, not one.

 from radiative muon decay 10 8  /s->10 6  e  /s acceptance 10% Mean deposit energy 5MeV 1photon = 24eV Xe detector front face 200PMTs, QE 10%, coverage 50%, photon collection 50% 10 6  x0.1x5x10 6 MeVx0.1x10 6 x1.6x Cx0.5x0.5/24eV/200PMTs = 0.4  A

Inelastic reaction of different nuclei in Xe 124 Xe 126 Xe 128 Xe 129 Xe 130 Xe 131 Xe 136 Xe 134 Xe 132 Xe 0MeV15MeV There are edges for different Xe nuclei around 9MeV.

CRYOGENIC OPERATION FOR LARGE-PROTO DETECTOR -Heat Load- *Static heat load depends on manufacturers design *PMT power dissipation 65mW/PMT *Due to number and length of cables

( R9288 )感度測定 PMT gain calibration 1 How to gain calibration? gain calibration(sample) PMT に入射した光子が光電面で光電子をたた き出す過程を Poisson 分布であるとすると 増幅率 G の PMT と 1ch 当りの電荷量 C の ADC で 見ると また、 以上より M v.s sigma^2 の plot の傾きから gain を算 出