LHC-ALICE実験のアップグレードに向けた 超前方光子測定用電磁

LHC-ALICE実験のアップグレードに向けた
超前方光子測定用電磁カロリメータSiPAD検出器
の性能評価
筑波大学大学院
数理物質科学研究科物理学専攻
高エネルギー原子核実験グループ
平野　勝大forALICEFoCalcollabora5on
三明　康郎、中條　達也、稲葉　基、江角　晋一、Oliver
Busch、工藤　咲子、福田　悠裕、金　秉徹、伊藤　喬一郎
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
1
ALICE実験アップグレード計画
ALICE実験
・CGCの検証
-LHCの実験グループの１つ ・QGPの早期熱化機構の解明、etc…
-原子核衝突実験に特化
FoCalプロジェクト
LHCの高い衝突エネルギーを用
いた前方方向の物理の測定
検出器の調節・開発
カラーグラス凝縮(CGC:ColorGlassCondensate)
『高いエネルギーの散乱において
ハドロンが見せる普遍的な描像』
グルーオンが高密度に飽和した状態
高エネルギー原子核衝突の衝突初期状態
高エネルギー衝突実験による理論モデルの初期パラメーターの決定・検証
☆解明するためには…
初期状態の反応を残している直接光子
2
FoCalプロジェクト・FoCal-E
FoCal(ForwardCalorimeter)
（アクセプタンス:3.3<η<5.3）
・FoCal-E(電磁カロリメータ)⇚本研究
-直接光子の測定⇒γ/π0の識別
・FoCal-H(ハドロンカロリメータ)
-ジェットの測定
ALICE検出器
・W/Siのサンドイッチ型サンプリングカロリメータ
W（タングステン）：吸収層　＋　Si（シリコン）検出層
→モリエール半径：RM=9.3mm
放射長：X0=3.5mm（１レイヤーに相当）
・２種類のモジュール
-HGL(HighGranularityLayer) -LGL(LowGranularityLayer)
・CMOS-pixel
・1レイヤー：64パッド(8×8)
・ピクセルサイズ：25×25μm2 ・パッドサイズ：1×1cm2
→シャワーの観測
→エネルギーの測定
7m
崩壊光子
UtrechtUniversity
直接光子
2016/03/19
OakRidgeNa5onalLaboratory&筑波大学
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
3
テストビーム実験
PS
-T9beamline
-2015年10/7〜10/14
-0.5〜10GeV
-電子ビーム、ハドロンビーム
SPS
-T4-H6beamline
-2015年10/21〜11/4
-5〜180GeV
-電子ビーム、ハドロンビーム
LGL4
LGL3 LGL2 LGL1
ビーム
実験目的
・FoCal検出器の性能評価
-エネルギー依存性の確認
-エネルギー分解能の評価　etc…
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
FoCal-Eセットアップ
4
SummingBoard
ビーム
APVchip
HDMIケーブル
LGL試作機
2016/03/19
HGL試作機
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
5
テストビームトリガーロジック
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
6
解析手法
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
7
シグナルの定義
各LGL・chのペデスタル分布において以下を実施
・ガウス関数でフィット
(x − µ )2
f (x) = A ⋅ exp{−
}
2
2σ
event
ペデスタル分布
600
apv _ q max > µ + 4σ
500
400
apv_qmax：シグナルのADC値
300
・条件式を満たしたものをシグナルとみなす
200
100
ペデスタルカット前
LGL2
0
LGL3
2
5
2
5
2
5
2
4
1.8
4
1.8
4
1.8
4
1.8
1.4
2
1.2
1
0
-1
0.6
-2
0.4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
-3
0
-4
-4
1
0
0.4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
0.8
-1
0.2
-3
0
-4
-4
0.8
-1
0.6
-2
0.4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
0.6
-2
0.2
-3
0
-4
-4
0.4
0.2
-3
-2
-1
0
LGL1
1
2
3
4
0
LGL2
5
2
4
1.8
1.6
3
1.4
2
Y axis[cm]
-3
0.6
-2
0.2
1.2
0
0.8
-1
LGL3
5
2
4
1.8
1.6
3
1.4
2
1.2
1
1
0.6
-2
0.4
-3
-4
-4
2016/03/19
-3
-2
-1
x
0
1
2
3
4
X axis(cm)
4
5
4
3
3
2
2
1
1
1
0
0.8
-1
LGL4
5
1.2
1
0
y
400
ADC[ch]
1
1
Y axis[cm]
-4
-4
1.2
1
0.8
200
1.4
2
1
1
0
1.6
3
1.4
2
1.2
1
0
1.6
3
-200
Y axis[cm]
1.4
2
1.6
3
Y axis[cm]
1.6
-400
LGL4
5
3
ch 30
µ = 14.2
σ = 81.8
700
・フィットで求まったパラメーターを用いた条件式
LGL1
800
0
0
-1
-1
-2
-2
0.8
-1
0.6
-2
0.2
-3
0
-4
-4
0.4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
X axis(cm)
0.2
-3
0
-4
-4
-3
-3
-2
-1
0
1
2
ペデスタルカット後
3
4
X axis(cm)
-4
-4
-3
-2
-1
0
1
2
8
3
4
X axis(cm)
イベントセレクション
LGL1
LGL2
・タイムビンカット
LGL4 Timebin Distribution
event
event
3000
3000
3500
1800
2500
3000
1600
1400
LGL1,2,3,4でシグナルの
タイミングは同一
LGL3 Timebin Distribution
event
2000
LGL4
LGL3
LGL2 Timebin Distribution
event
LGL1 Timebin Distribution
2500
2000
2500
2000
1200
2000
1000
1500
1500
1500
800
1000
1000
600
1000
400
0
0
5
10
15
20
0
0
25
Timebin
500
500
500
200
5
10
15
20
0
0
25
Timebin
5
10
15
20
0
0
25
Timebin
5
10
LGL1_11
LGL2_11
5
30
4
LGL3_11
5
30
4
LGL1,LGL2：ノイズ大（広）
3
2
20
1
2
20
反応したパッドの数で
イベントを選ぶ
-1
10
-2
-1
10
-4
-4
-2
-1
0
1
2
3
4
0
-4
-4
-2
-1
0
1
2
3
4
0
20
15
15
0
-1
10
-1
10
-2
5
-3
-3
2
1
5
-3
-3
20
-2
5
-3
2
0
-2
25
3
15
0
30
4
1
15
5
25
3
1
0
30
25
3
25
Timebin
LGL4_11
5
4
25
20
タイムビン
apv_qmaxのタイムビンヒストグラム
・ノイズイベントカット
15
-4
-4
5
-3
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
0
-4
-4
30
5
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
0
ノイズ有りのイベント
・ストレートビームセレクト
各LGLで一番高いシグ
ナル値のチャンネル
y
が一直線に重なるイ
ベントを選ぶ
LGL1_31
LGL2_31
5
30
4
20
20
1
-2
10
-2
-1
x
0
1
2
3
4
0
-4
-4
-2
-1
0
1
2
3
4
0
15
0
10
-1
10
-2
5
-3
-3
20
15
-1
5
-3
2
1
-2
5
-3
20
0
-1
-2
-3
2
15
0
10
25
3
1
15
0
-1
25
3
2
30
4
25
3
1
LGL4_31
5
4
25
2
2016/03/19
30
4
3
-4
-4
LGL3_31
5
-4
-4
5
-3
-3
-2
-1
0
ストレートビームイベント
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
1
2
3
4
0
-4
-4
-3
-2
-1
0
1
2
9
3
4
0
エネルギーの見積り方法
・クラスタリング
ビームがあたったとされるパッドの周辺のみを用いてエネ
ルギーの見積りの計算を行う(ビーム以外でシグナルと
みなされているチャンネルを除くため)
ストレートビームセレクトで判明したビームの入射位置を中心とした3×3の領域
ASICの故障、APVchipの互換性の問題⇒
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
:Deadchannel
10
解析結果
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
11
80000
エネルギー分布(10,20,30,40,50GeV)
Energy Dependence
70000
number of event
ADCsumvalue[ch]
エネルギー分布・線形性
0.12
60000
50000
10GeV
20GeV
30GeV
0.1
40GeV
50GeV
40000
0.08
30000
0.06
20000
10000
0.04
0
1.08 0
10
Ra5o
1.06
20
Data/Fit
30
40
50
Energy [GeV]
0.02
1.04
1.02
0
0
1
20
40
0.98
60
80
× 10
100 120 140 160 180 200
ADC sum [ch]
0.96
0.94
0.92
0
10
20
30
40
50
3%以内の線形性を得ることができた。
Energy[GeV/c]
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
12
3
エネルギー分解能
ΔE/E[%]
フィット関数
σ (E) σ
σ
= ×100 = ( 1 )2 + σ 02
E
µ
E
Energy Resolution
40
35
σ1:統計項
Resolution equation
2
y = (9.6) + (
30
27.1
σ0:定数項
2
)
E
今回の結果
2
y = (1.1) + (
25
20
20.7
E
2
)
・シミュレーション
σ1=20.7%,σ0=1.1%
・フィット結果
15
10
シミュレーション結果
5
0
1
2016/03/19
10
σ1=27.3%,σ0=9.6%
⇒シミュレーションの値に近づく結果
を得ることができた。
⇒定数項は改善の余地有り。
→ノイズの削減が必要
Energy[GeV/c]
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
13
シャワーの縦方向の広がり
→　LGL2がエネルギー損失のピーク
各LGLでのapv_qmaxの値
20GeV
10GeV Beam
30GeV
20GeV Beam
1600
10
2
30GeV Beam
2000
ADC tmax [ch]
1800
ADC tmax [ch]
ADC tmax [ch]
10GeV
2000
1800
1600
2000
1400
1200
1200
1200
1000
1000
1000
LGL1LGL2LGL3LGL4
800
10
1400
2
10
800
600
600
400
400
400
30
40
0
0
50
Depth [mm]
1800
10
3
1600
1200
10
40
1
50
2
10
1400
1200
1200
10
800
600
600
200
0
0
10
20
80GeV
30
40
0
0
1
50
Depth [mm]
ADC tmax [ch]
1600
10
20
30
40
Depth [mm]
1
600
400
400
10
10
20
30
40
-1
Depth [mm]
10
20
30
40
-1
50
Depth [mm]
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
-1
50
200
0
0
50
40
1
10
0
0
30
800
600
200
20
LGL3にエネルギー損失
の最大が移行！
10
1400
1000
10
Depth [mm]
1600
1200
10
0
0
50
1800
1000
1
200
10
2000
1200
10
400
120GeV Beam
1800
Depth [mm]
1000
1
120GeV
80GeV Beam
2000
1
50
1600
1400
400
40
1800
800
800
2016/03/19
2
1600
200
30
60GeV Beam
1800
400
20
2000
1000
10
10
60GeV
2000
800
1400
Depth
0
0
Depth [mm]
1000
600
ADC tmax [ch]
30
50GeV Beam
1400
ADCvalue
20
50GeV
40GeV Beam
2000
10
200
10
ADC tmax [ch]
20
40GeV
ADC tmax [ch]
200
1
10
ADC tmax [ch]
0
0
2
800
10
600
200
3
1600
1400
10
10
1800
14
シャワーの縦方向の広がり
tmax = 1.0 × (ln
0
Depth[X ]
shower max depth
14
LGL region
LGL1
12
tmax =
LGL2
LGL3
10
8
Eincident
+ Cj )
Ec
x
：シャワーのピークの位置
X0
Eincident ：入射エネルギー
Ec
：臨界エネルギー(W:~10.6MeV)
Cj
：定数（電子：-0.5、光子:0.5）
Ref:Passageofpar5clesthroughmarer
6
4
2
0
0
20
40
60
80
100
120
Energy[GeV]
↑HGLのアブソーバー分の補正有
2016/03/19
最大のエネルギー損失の位置と
一致している（赤：LGL2、緑：LGL3）
⇒物質量から予想されるシャワー
マックス位置と一致
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
15
まとめ
•  CERN-PS/SPSビームラインでビームテストを実施。
– 
– 
– 
– 
– 
幅広いエネルギーの多くのデータを取得。
解析手法の確立。
エネルギー依存性：3％に収まる線形性を持っていることを確認。
エネルギー分解能：シミュレーションの値に近い性能を示す。
縦方向のシャワープロファイル：理論値と一致する結果を得られた。
今後の課題
•  エネルギー分解能の更なる向上のためのノイズ削減。
–  SummingBoardによるノイズ　⇒　新たなSummingBoardの開発。
•  HGL(MAPS)とのデータの統合。
•  RUN3に導入する予定の実機の最終試作機に向けての新たな読み出しチッ
プVMMなどの開発。
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
16
バックアップ
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
17
QGP・高エネルギー原子核衝突実験
ビックバン後の数μ秒後の世界
QuarkGluonPlasma:QGP
クォークとグルーオンが自由に振る舞う物質状態
普段は強い相互作用により核子内に閉じ込められてい
るクォークとグルーオン。
超高温・高密度で存在する。
格子QCDによる理論計算
Tc〜155±9MeV
εc〜1.0GeV/fm3
☆解明のためには…？
高エネルギー原子核衝突実験
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
18
LHC-ALICE実験
ALICE検出器
-LHC(theLargeHadronCollider)-
欧州原子核研究機構(CERN)が運用している
27kmの周長を持つ世界最大の衝突型加速器
西暦
2010
2011
2012
2013
2014
第一次稼働(Run1)
sNN =2.76TeV,7〜8TeV(p-p)
2.76TeV(Pb-Pb)
5.02TeV(p-Pb)
第一次ロングシャットダウン(LS1)
加速器・検出器などの調整・
アップグレード
2015
第二次稼働(Run2)
2016
sNN =13TeV(p-p)
・・・
2016/03/19
-ALICE実験-( ColliderExperiment)
ALargeIon
・LHCの実験グループの1つ
5.02TeV(Pb-Pb)
・原子核衝突実験に特化
⇒QGPの物性解明
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
19
前方方向の物理
-Bjorken-x
ハドロンの持つ縦運動量に対する
パートンが持っている運動量の比
2 pT − y
x=
e
s
pT:横運動量
y:ラピディティ
s
:衝突エネルギー
ラピディティに対するJ/Ψの収量
・前方方向で抑制
・実験結果≠CGCモデル
⇒ハドロンは終状態の反応まで含む
直接光子なら初期状態の反応を残している
陽子のPDF分布
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
20
カラーグラス凝縮(CGC:ColorGlassCondensate)
CGC:ColorGlassCondensate
『高いエネルギーの散乱において
ハドロンが見せる普遍的な描像』
グルーオンが高密度に飽和した状態
クォーク(q)とグルーオン(g)の反応のゆらぎ
1,q→q+g→q(放出・吸収)
2,g→g+g→g
3,g+g→g
高エネルギー原子核衝突の衝突初期状態
⇒
特にCGCはビーム軸方向の
前方方向
において強く起こる
高エネルギー衝突実験による理論モデルの初期パラメーターの決定・検証
☆解明するためには…
2016/03/19
初期状態の反応を残している直接光子
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
21
ALICE実験アップグレード計画
⇚今後のLHCスケジュール
LHC:衝突エネルギーの増強
ALICE実験:検出器の調整・開発
ALICE実験アップグレード一覧
-目的
LHCの高い衝突エネルギーを活かし、
前方方向の物理の測定
⇒直接光子やジェット現象
2016/03/19
CGCの検証、QGPの早期熱化機構の解明など…
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
22
LowGranularityLayer(LGL)
LGLモジュール
構成
：W+Siレイヤー×4
シグナル ：4レイヤーの合計値
読み出し部：ワイヤーボンディング
→太さ数μmの導線
Prototype(madebyOakRidgeNa5onalLaboratory)
SummingBoard:128ch出力
-0〜63ch:1/1出力(posi5vesignal)
-64〜127ch:1/16出力(nega5vesignal)
⇒出力される極性によってゲインが違う
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
23
HighGranularityLayer(HGL)
-HGL
25×25μm2で構成される1mm2のmini-pixel毎の
読み出しが可能なCMOS-pixel検出器
-目的
Showershapeを見ることでγ/π0の識別を行なう
Prototype:
MadebyUtrechtUniversity(theNetherlands)
崩壊光子(2γ)
直接光子(1γ)
シミュレーションによる崩壊光子の観測(200GeVπ0)
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
24
データ取得環境
SRS
FoCal
APV
hybridchip
HDMI
ADC
FEC
Ethernet
PC
DataFlowChart
読み出しエレクトロニクス:CERNRD51group開発
・APV25hybridboard
出力:128ch
サンプリングスピード:
40MHz
出力極性:陽極　＆　陰極
→1/1&1/16出力
2016/03/19
・SRS(ScalableReadoutSystem)
-  ADCboard:8つのAPV25から
12bitADCの同時読み出しが
可能
-FECboard:ADCからの情報を
PCへ送るフロントエンド部
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
25
mmDAQソフトウェア
・RunControl
ATLASmicromegas検出器に使われている
↑APVchipと対応している
RunControl
-データ取得
Onlinemonitor
・スタート
・ストップ
-ランタイプ選択
・physics
・pedestal
-ログ
・Onlinemonitor
Configura1on
横軸：25ns毎のタイムビン
縦軸：ADC値
シグナル
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
26
LGLマッピング
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
27
データ・フォーマット
・apv_id：LGLの番号
・apv_ch：APV25chipの出力チャンネル
・apv_q：各タイムビンでのADCの値
2016/03/19
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28
LGLマッピング
SummingBoardが逆方
向に付いているため
マッピングも上下反転
している。
2016/03/19
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29
PSビーム成分
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
30
縦方向のシャワーの広がり
0
Depth[X ]
shower max depth
14
LGL region
LGL1
12
LGL2
LGL3
tmax = 1.0 × (ln
10
8
tmax =
6
4
x
：シャワーの最大の位置
X0
Eincident ：入射エネルギー
2
0
0
Eincident
+ Cj )
Ec
20
40
60
80
100
120
Energy[GeV]
↑HGLのアブソーバー分の補正有
Ec
：臨界エネルギー
Cj
：定数（電子：-0.5、光子:0.5）
Ref:Passageofpar5clesthroughmarer
・HGL
LGL1とLGL2の間：3mm厚の治具×2
LGL2とLGL3の間：3mm厚の治具×2
アルミニウムのX0=89mm
なだらかなテイルも同様な傾向
2016/03/19
4×X0+6/89X0+4×X0+6/89×X0+4×X0+4×X0
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
31
ShowerProfile
0
5
g
LGL3
3
10
4
4
5
Y -Y
LGL2
g
0
5
g
Y -Y
LGL1
g
Y -Y
0
-イベント毎に重心系の計算
5
0
・2GeVビーム　クラスタリング（3x3）
yhit-y
Y -Y
・方法
LGL4
3
10
4
4
3
3
3
10
3
3
2
2
1
1 10
2
2
2
2
10
0
0
0
-1
-1
-2
-2
-2
-2
-3
-3
-3
-3
-4
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
-4 1
-4
4
-3
-2
-1
0
1
2
0
3
-4 1
-4
4
X -X
g
10
10
-3
-2
-1
0
1
2
3
1
-4 1
-4
4
X -X
0
g
-3
-2
-1
0
1
2
3
0
4
X -X
g
0
LGL3
3
10
3
0
0
5
5
g
LGL2
g
5
4
4
Y -Y
g
LGL1
g
5
0
・2GeVビーム　クラスタリング（5x5）
Y -Y
0
-重心系と実際の位置の差を求める
0
-1
10
X -X
g
Y -Y
1
-1
10
i,j:#ofx,yaxis
10
1
Y -Y
s:#ofLGL
2
2
10
LGL4
3
10
4
4
10
3
3
3
3
2
2
2
2
1
1 10
2
2
10
2
10
10
2
・イベントセレクト
-ペデスタルカット
1
0
0
0
0
-1
-1
-1
-1
-2
-2
-2
-2
-3
-3
-3
-3
-4
-4
-4 1
-4
4
10
10
-3
-2
-1
0
1
2
3
-3
-2
-1
0
X -X
g
0
-タイムビンカット
-ストレートビームセレクト
-クラスタリング(3x3、5x5)
2016/03/19
1
1
2
-4 1
3
-4
4
X -X
g
0
10
10
-3
-2
-1
0
1
2
-4 1
3
-4
4
X -X
g
0
1
-3
-2
-1
0
1
2
3
g
クラスターの領域を変えたがシャワーの
広がりはそれほど大きくなっていない
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
4
X -X
xhit-x
32
0
ShowerProfile
クラスタリング（3x3）クラスタリング（5x5）
2σ=8.3mm
2σ=8.5mm
-X軸に射影：ガウシアンフィット
3x3領域と5x5領域で広がりはだいたい一
致。モリエール半径とも近い値を示す。
・±2σはガウス分布の95.5%を占める
⇒シャワーの広がりがモリエール半径と
・モリエール半径：RM=9.3mm(fortungsten) 一致する性能を示している。
2GeV LGL2(5x5)
2GeV LGL2(3x3)
1800
1800
2σ = 0.83
1600
1400
1400
1200
1200
1000
1000
800
800
600
600
400
400
200
200
0
-4
2σ = 0.85
1600
-3
2016/03/19
-2
-1
0
1
2
3
x[cm]
0
-4
-3
-2
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
-1
0
1
2
3
x[cm]
33
HGLとのデータマージ
・動機
HGLとLGLのデータが一致していることがFoCal-Eを完成させるために必要
問題点：LGLとHGLのトリガーの一致ができていない
解決方法：
1ビームに対して1つの粒子イ
ベントのみをトリガーするように
する。
→1つの粒子が入ってきたら
GATE信号を長時間開くようにし、
その間はトリガー信号を出さな
い
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
34
HGLとのデータマージ
1.6
2
1.4
1.8
3
1.6
2
1.4
LGL4
Y axis[cm]
1.8
3
LGL3
2
4
Y axis[cm]
LGL2
2
Y axis[cm]
Y axis[cm]
LGL1
4
4
3
4
3
2
2
1
1
1.2
1
1.2
1
0
1
0
1
0
0
-1
-1
-2
-2
-3
-3
0.8
-1
0.6
-2
0.4
-3
0.8
-1
0.6
-2
0.4
-3
0.2
-4
-4
0.2
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
X axis(cm)
0
-4
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
X axis(cm)
0
-4
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
X axis(cm)
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
X axis(cm)
HGL：2カウントヒット領域=LGL：シグナルヒット
データの整合性がとれた…？？
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
35
チャンネル特性
↓１チャンネルヒット(20GeV)
LGL1
エネルギーの計算方法
98 100 66 68 127 125 95 93
・ペデスタルカット
・タイムビンカット
・ノイズイベントカット
・ストレートビームセレクト
102 104 70 72 123 121 91 89
・クラスタリング(3x3)
106 108 74 76 119 117 87 85
Deadchannel
∆ E/E [%]
エネルギー分解能比較
110 112 96 94 97 99 83 81
20
18
16
20GeVの
分解能
114 116 92 90 101 103 79 77
14
12
128 126 88 86 105 107 65 67
10
それぞればらつきを持っており
一様性が見られない
124 122 84 82 109 111 69 71
8
6
4
120 118 80 78 113 115 73 75
⇒PADそれぞれ固有な特性を持っている
2
0
2016/03/19
75
80
85
90
95
100
105
LGL1 channel[ch]
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36
・電子とハドロンの違い
number of event
ハドロンと電子
0.14
電子：短い放射長
ハドロン：長い放射長
⇒FoCal-E内はシャワーを起こす確率過程中
緑：電子　←ピークが立っている
黒：ハドロン　←ピークが無い
2GeV hadron
0.12
2GeV no cut electron event
2GeV electron
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
0
2000
4000
6000
8000
10000 12000
ADC_sum
シグナルが長いテールを持つような形が示される
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
37
30GeV
ADCの波高
LGL1_amplitude_average
1200
1
1000
800
600
400
200
0
0
5
10
15
20
25
20
25
20
25
20
25
20
25
20
25
20
25
20
25
20
25
20
25
20
25
LGL2_amplitude_average
2
1200
1000
800
600
400
200
0
0
5
10
15
LGL3_amplitude_average
1200
各エネルギーのエレクトロンビームの平均波高
3
1000
800
600
400
200
0
0
5
10
15
LGL4_amplitude_average
1200
4
1000
800
600
400
200
0
0
5
10
40GeV
10GeV
LGL1_amplitude_average
LGL1_amplitude_average
1
1200
1200
1000
1
1000
2
1200
800
600
400
200
0
0
5
10
15
20
800
600
400
200
0
0
25
5
10
1200
1000
800
600
400
200
1000
800
600
400
200
0
0
0
5
10
15
20
0
25
5
10
1200
3
1000
800
600
400
200
1200
1000
800
600
400
200
0
0
0
5
10
15
20
0
25
5
10
1200
1200
4
1000
800
600
400
200
1000
800
600
400
200
0
0
0
5
10
15
20
0
25
5
10
20GeV
LGL1_amplitude_average
1200
1200
1000
1000
1
800
600
400
200
0
0
5
10
15
20
800
600
400
200
0
0
25
5
10
1200
1200
2
1000
800
600
400
200
1000
800
600
400
200
0
0
0
5
10
15
20
0
25
5
10
1200
1200
3
1000
800
600
400
200
0
1000
800
600
400
200
0
0
5
10
15
20
25
0
5
10
LGL4_amplitude_average
1200
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
4
1000
800
600
400
200
0
0
15
LGL4_amplitude_average
1200
4
15
LGL3_amplitude_average
LGL3_amplitude_average
3
15
LGL2_amplitude_average
LGL2_amplitude_average
2
15
50GeV
LGL1_amplitude_average
1
15
LGL4_amplitude_average
LGL4_amplitude_average
4
15
LGL3_amplitude_average
LGL3_amplitude_average
3
15
LGL2_amplitude_average
LGL2_amplitude_average
2
15
5
10
15
20
25
38
1000
800
600
400
200
0
0
5
10
15
20
25
2016/03/23
WORKSHOPONFORWARDPHYSICSAND
HIGH-ENERGYSCATTERINGATZERO
DEGREES
39
S10938-9339(X)
S10938-9959(X)
m
20
m
93
93
mm
64 8
8
ch
chip size
Number of PDs
500 15
PD pitch(X)
11300
m
PD pitch(Y)
11300
m
Single P+ size
11250
11250
m
Single Al size
11280
11280
m
100
PAD size
200
m
Number of PADs
4
Vfd
220
V
Id
20
nA/ch(VR=Vfd)
Ct
/ch
30
pF/ch(VR=Vfd)
2
NG ch
Id
ch
Id Vr=100V
150V 200V 250V
Ct
ch
Ct
150V 200V 250V
Vfd
Vr=100V
PD
%(1ch MAX)
Ct
22 4
435-8558
105-0001
541-0051
2016/03/23
WORKSHOPONFORWARDPHYSICSAND
HIGH-ENERGYSCATTERINGATZERO
DEGREES
1126-1
3-8-21( 33
2-3-13(
(053)434-5184
)
10
)
(03)3436-0491
(06)6271-0441
(06)6271-0450
40
2016/03/19
日本物理学会　第71回年次大会（2016）
41