trigger counter for mpi-tpc

Aug. 31 2007KEKDTP

New Generation Photon sensor

Trigger Counter for MPI-TPC

Kinki Univ.

Yukihiro Kato

（ ILC CDC グループ）

Aug. 31 2007KEKDTP


ILC-TPCILC の tracker に対する要求e+e-→ZH→+X 　 process での必要な Z recoil mass 測定精度→ 　運動量測定精度は、≦ 5×10-5PT

日本を中心とした GLD グループは、MPGD (Micro Pattern Gas Detector) を用いた TPC を採用することを提案

TPC の開発は、 Asia （ GLD ）と Europe（ LDC ）のグループが共同で研究している（ LC-TPC ）

要求される空間分解能は、100μm (rφ 方向、 2m drift)

GLD TPC: r – 40 ～ 200 cm z － 460cm

現在は

Aug. 31 2007KEKDTP


TPC の開発現在の主な研究開発項目 Selection of TPC gas ： low diffusion, position resolution,

drift velocity

Effects of the (primary and secondary) positive ions.

Gating study (ion feed back)

Tracking under the non uniform magnetic field

Design of the surface-mount readout electronics and

data transfer.

Design of endplates

Aug. 31 2007KEKDTP


Cosmic ray experiment at KEK

• Max. drift length = 254mm

• 信号読み出し部　（センサーを含めて交換可能）

–3 layers of CERN GEM (10×10cm)

–1.17×6mm pad (0.1mm gap)

–7 pad rows readout

–Transfer and induction gap = 1.5mm

• B = 1T (cryogenic center)

小型の TPC （ MPI‐TPC) を用いて、磁場中（ B=1T ）での TPCの基本特性を研究。

MPI-TPC

Aug. 31 2007KEKDTP


CF4 gas test with cosmic-ray• Ar-CF4 gas mixture

– CD の小さいガス→位置分解能向上の可能性– H の少ない（またはない）ガス→ Neutron

background– Electron attachment

• Ar-CF4-iC4H10 with GEM– 動作テスト– CD 、 Neff measurement

Position resolution,

CD は、 pad response で決定 zCDPRPR

222 )0(

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Preliminary results• Ar-CF4-iC4H10 (94:3:3) 、 B = 1T 、 -3°< φ < 3°

• VGEM=240V

• ED=80.4V/cm

Neff=24

CD = 90µm/√(cm)

Garfield ： CD = 88µm/√(cm)

Position resolution

Aug. 31 2007KEKDTP


Trigger counter for cosmic ray experiment at KEK

現在 MPI-TPC に用いている trigger counter の劣化

MPPC を用いたtrigger Counter を製作

LP1 TPC の Cosmic TriggerCounter 製作のための準備

さらに

現在は、シンレータ +fine mesh P.M

磁場中で使用

Aug. 31 2007KEKDTP


New trigger Counter シンチレータ　幅 10cm× 長さ 40cm 、長手方向に溝加工して、端部に MPPC を設置。一つのシンチレータに、 MPPC は 2 個もしくは 4 個。　溝に WLS （ Y11 、 φ1 mm) を埋め込み、シンチレータの光を MPPC まで導く、

MPPC

　 100 pixel （ Amp がいらない）もしくは、400 pixel （信州大の竹下氏と魚住氏に相談）

MPPC からの信号は、 trigger timing signalとしてのみ使用して、入射位置測定はしない

Aug. 31 2007KEKDTP


TPC Large Prototype (LP1) test

Goals : To demonstrate a realistic tracking under the below situations

Cosmic test: from spring 2008 at DESYBeam test: from September 2008 at DESY

ILC － TPC の実現に向けて、 LC-TPC グループで large prototype TPC を製作し、研究開発を行う。

1T (PCMAG) with non uniform magnetic field Track length = 60 cm Larger detector modules (GEM and MicroMEGAS)

Aug. 31 2007KEKDTP


Cosmic trigger for LP1

MPPC with 100 pixels (recommended)No amplifier and simple power supply

センサーとして MPPC を利用

Aug. 31 2007KEKDTP


Summary

• ILC で用いる TPC with MPGD の基本的な特性を理解するために、磁場中での宇宙線実験を行っている。

• 現在使用している trigger counter が劣化しているので、磁場中で使用可能で取り扱いが容易な MPPC を用いた trigger counter の製作を進めている。

• Large Prototype TPC (LP1) においても MPPCを用いた trigger counter を使用する予定であるので、そのための準備も兼ねている。

trigger counter for mpi-tpc

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