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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
3cm
3cm
100micron
100micron
x500
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
CHORUS DONUT OPERA
0.003
0.02
0.1
0.61.2
7.0
4060
140
700
0.001
0.01
0.1
1
10
100
1000
cm
2 /
h
TS(1994) NTS(1996) UTS(1998) SUTS(2006) SUTS(2007-)
Scanning Power Roadmap
1stagefacility
CHORUS
DONUT OPERAE653
1980年代 SUTS 2006年~
コンピュータ補助を用いた人による測定 全自動スキャニング
約 10000 倍高速化
照射から反応点探索までの流れ
照射
現像
飛跡読み出し( データ取り )
ソフトウェア処理
・専用ハードウェアによる高速処理 (SUTS)
・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
反応点探索
結構大変だけどあまり報われないところ
現在、自動化できるように開発中
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
bXDspN 8.02.5)( ( for 800 GeV protons )
%5.14.6)( XDsBR ( PDG )
R.Schwienhorst,Ph.D.Thesis,2000
DONUT 実験における ντ 反応断面積の測定に貢献
必要な精度
精密ステージ ( 遺産 )
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
Ds→ τ+ντ のイベント
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
どうもありがとうございました
18
Track Recognition by Track Selector
Give counter shift
TV-camera
Penetrating Track
Sum and Discriminate
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