日本物理学会　1998年秋の分科会

• JLC-CDCにおける近接粒子の飛跡分離
  　東京農工大　黒岩洋敏、山口晃久、仁藤修
  　高エ研　　　栗原良将、藤井恵介、Norik Khalatyan、奥野英城
  　工学院大　　渡部隆史
  　近畿大　　　加藤幸弘
  　　JLC-CDC group

• 目的
  　JLC-CDCにおけるtwo-track separationの目標値　<2mm
  
  　　
  • 実機と同じセル構造をもつテストチェンバーを製作 　　
  • JLCgas(CO2:isoC4H10=90:10混合ガス)中での性能試験

  • single track
    • pulse shapeのstudy
  • two-track
    • 現在のセル構造でtwo-track separationが可能か

• 実験装置の概略図
  　実験はKEK田無分室のESγ2ビームラインで行われた。ESからのγ線を厚さ2mmの Alのconverterにあて、電子陽電子対生成をおこさせる。それをmagnetの磁場によ って2つにわけtwo-trackとした。

• テストチェンバーのセル構造
  　1つのセルは、5本のsense wireとその両側5cmずつのドリフト領域からなる。 電場は1kV/cm、sense H.V.は2.5kVである。

• 典型的なsignal(single track)
  　横軸はドリフト時間(nsec)、縦軸はpulse height(FADC値)。図の左側にsense wireがあり、beamは上から下へchamber内を通過する。pulseとして判断している 条件は、thresholdを越えた時間が40nsec以上のものである。wire2のsignalに おいて1つめのpulseのあとに2つめのpulseが現れている。

• 2つめのpulseについて(1)
  　左上の図は、イベント毎のpulseの数をプロットしたもの。右上の図は、横軸 ドリフト時間(nsec)、縦軸charge sum(FADC値)。左下の図は、横軸ドリフト時間 (nsec)、縦軸peak pulse height(FADC値)。右下の図は、横軸pulse width (nsec)、縦軸charge sum(FADC値)。1つめのpulseのあとに2つめのpulseが 現れているのがわかる。

• 2つめのpulseについて(2)
  　先ほどの図を1つめのpulseに限ってプロットしたもの。大きなpulseのあとに 現れていた2つめの小さいpulseがなくなっている。

• 2つめのpulseの原因(回路)
  　左の図は、1つめと2つめのpulseの時間差をプロットしたもの(nsec)。これより 時間差は一定ではない。右の図は1つめのpulseのpeak pulse heightと時間差の 相関をプロットしたもの(横軸はpulse height(FADC値)、縦軸は時間差(nsec))。 これよりpulse heightと時間差の間に相関はない。したがって、回路系の問題 ではないといえる。

• 2つめのpulseの原因(クロストーク)
  　左上の図は、イベント毎のpulseの数をプロットしたもの。右上の図は、1つめと 2つめのpulseの時間差をプロットしたもの(nsec)。左下の図は、横軸はドリフト 時間(nsec)、縦軸はpeak pulse height(FADC値)。いずれもファイ方向に角度を つけたときのもの。ファイ方向に角度をつけても1つめのpulseのあとに2つめの pulseが現れている。したがって、クロストークではない。

• two-track再構成1(pulseのcut)
  　横軸はドリフト時間(nsec)、縦軸はpulse height(FADC値)。single trackの時 と同様に2つめのpulseが現れている。これにpeak pulse heightが20以下、pulse widthが80nsec以下のものは省く、というカットを加えると次のようになる (two-track再構成2(line fit)参照)。

• two-track再構成2(line fit)
  　いくつかのsignalにおいて2つめのpulseがカットされている。ここでライン フィットを行い、最適なラインを選択すると次のようになる(two-track再構成3 参照)。

• two-track再構成3
  　最適なラインを選択後、そのラインフィットに使用したパルスのみをプロット したもの。ここでtwo-trackが再構成される。

• two-track再構成(efficiency)
  　hodoscopeとcell2よりtwo-trackであると判断された場合に、cell1において two-trackが再構成された割合を示したもの。横軸はドリフト方向のtrack間の 距離(mm)、縦軸はefficiency。5mm以下でtwo-trackが再構成できていない場合 がある。

• まとめ
  
  • single track
    • two peak
      クロストークではない
      回路系の問題ではない
    • space chargeによりdead timeが生じたことによるものと推定される

  • two-track
    • two-trackの再構成
      現状
      　peak pulse height、pulse widthのカットによりpulseを選択
      　ラインフィットを行い、最適なラインを選択
    • track間の距離5mm以下でtwo-trackが再構成できていない場合がある

  • two-track再構成のためにはさらなるstudyが必要