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

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