2004年 3月 27日 日本物理学会 27pZB-5 　

ガス電子増幅器を読み出しに用いた

タイムプロジェクションチェンバー

(GEM-TPC) の開発 東大 CNS 、早大理工 A

織田勧、 浜垣秀樹、 小沢恭一郎、犬塚将英、 磯部忠昭、 山口頼人 A

内容　 * GEM-TPC とは　 * GEM-TPC の製作　 * GEM-TPC のテスト結

果　 * ビームテストの計画　 * まとめ 1/8

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GEM-TPC とは

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増幅部にワイヤーではなく、GEM( ガス電子増幅器 Gas Electron Multiplier)

を用いたタイムプロジェクションチェンバー

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GEM-TPC の利点• ドリフト領域へのイオンフィードバックが抑

えられる• 穴の中以外では電場は一様なので、磁場中で

の E×B エフェクトが抑えられる• 増幅された電子を見るので信号が空間的に狭

いものになる。イオンのテールが無くなる• 2 次元対称性を持つので入射角依存性がない

　　　　位置分解能、 2 粒子の飛跡の分解能が向上すると期待される

高エネルギー重イオン衝突実験や将来のリニアコライダーでの使用が検討されている

http://gdd.web.cern.ch/GDD/

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GEM-TPC の製作

4/8下蓋に GEM を設置

wire-TPC を GEM を設置できるように改造した

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TPC に取り付けた GEM が正しく動作していることを確認するために、55Fe の 5.9keV の X 線を用いて増幅率の測定を行なった。ガス : P10 (Ar 90% + CH4 10%) と CF4

GEM-TPC のテスト結果　 X 線(GEM の動作確認 : 増幅率の測定 )

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55Feの X線の電荷分布増幅率曲線

電荷応答型プリアンプ立ち上がり 30ns 、時定数 1μs

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GEM-TPC のテスト結果 レーザー

窒素レーザー ( 波長 337nm) によりガス (P10, CF4) を電離し、できた電子を 15cm ドリフトさせ、 GEM で増幅し、信号を観測した。レーザーの一部をフォトダイオードに入射させ、トリガーとして用いた。

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正しく動作している !!

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KEK-PS でのビームテスト• 5 月に KEK-PS でビームテストを行なう予定• 評価項目

– 位置分解能 (X 方向、 Z 方向 )– 2 粒子の飛跡の識別能力– ガスによる性能の違い (P10 、 CF4)

• X 方向の分解能を向上させるために読み出しパッドの形状を変更する ( 長方形、 chevron)

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まとめ• 信号増幅部に GEM( ガス電子増幅器 ) を用いた

TPC を製作した• レーザーにより作られた信号を観測することで

正しく動作することを確認できた• 今年の 5 月に KEK PS でビームテストをする予

定である– 位置分解能 (X 方向、 Z 方向 )– 2 粒子の飛跡の識別能力– ガスによる性能の違い (P10 、 CF4) を調べる

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