Development of a tracking detector system with multichannel scintillation fibers and PPD

多チャンネルシンチレーションファイバー及びPPDを用いた飛跡検出器の開発

本多 良太郎; Callier, S.*; 長谷川 勝一   ; 家入 正治*; 松本 祐樹*; 三輪 浩司*; 中村 勇*; Raux, L.*; De La Taille, C.*; 田中 真伸*; 内田 智久*; Yoshimura, K.*

Honda, Ryotaro; Callier, S.*; Hasegawa, Shoichi; Ieiri, Masaharu*; Matsumoto, Yuki*; Miwa, Koji*; Nakamura, Isamu*; Raux, L.*; De La Taille, C.*; Tanaka, Manobu*; Uchida, Tomohisa*; Yoshimura, K.*

ハイペロン-核子散乱実験はハイペロンが短寿命であることから実験が非常に困難であり、依然として統計が改善されていない。そこでわれわれはJ-PARCにおいて高統計なp散乱実験を計画しており、そのためには多チャンネルシンチレーションファイバーとMPPCを用いた飛跡検出器、Fiber Trackerの開発が不可欠である。現在われわれは試作検出器と試作読み出し回路の開発と試験を終えた。試作検出器に関しては陽子ビームを用いた試験実験を行い、エネルギー分解能15%と言う結果を得、改善の余地があることがわかると同時に、断面積を測定する検出器として十分な性能を有することを確認した。また、MPPC用の読み出しASICであるEASIROCとSiTCPを用いた試作読み出し回路を開発し、ネットワークを通じたASICの制御方を確立した。また読み出し速度14kHzを達成し本実験での目標転送速度を達成した。

For the J-PARC E40 experiment which aims to measure differential cross-sections of Sp scatterings, a system to detect scattered proton from Sp scatterings is under development. The detection system consists of scintillation fibers with a MPPC readout. A prototype and a readout electronics for MPPC have already been developed. The prototype consisting of a scintillation fiber tracker and a BGO calorimeter was tested with a proton beam of 80 MeV. Energy resolutions of the tracker of 22.0% (s) and the calorimeter of 1.0% (s) were obtained for 1 MeV and 70 MeV energy deposit, respectively. The prototype readout electronics has an ASIC for multichannel operation, EASIROC, and a Silicon TCP (SiTCP) interface to communicate with a DAQ system. Its data transfer rate measured was 14 kHz. Required performances for the prototype system have been achieved except for the energy resolution of the prototype fiber tracker.