Belle II実験シリコン崩壊点検出器SVDの量産完了

我々の研究室は,高エネルギー加速器研究機構(KEK)のSuperKEKB加速器を用いて生成されるB中間子・D中間子・τ粒子等の崩壊を詳細に調べ,素粒子物理の標準模型を超える現象を探索するBelle II(ベルツー)実験に参加しています。

SuperKEKB加速器の前身であるKEKB加速器の運転が終了した2010年から,加速器の衝突頻度を40倍に高めるための改造と,対応して測定装置(Belle II検出器)の性能を高めるアップグレードを行ってきました。

Belle II検出器はSuperKEKB加速器の衝突点を囲むように設置されています。この衝突点の最近傍に、B中間子などの崩壊位置を精密に測定する崩壊点検出器が、円筒状に6層配置されます。各層は底板と蓋が無い樽のような形になっており、側板にはラダーと呼ばれるシリコン半導体放射線検出器が並べられます。

我々の研究室では3層目から6層目の崩壊点検出器(SVD)の設計から量産まで全てに貢献してきました。特に全長が一番長く(750mm)、最も複雑な構造で、必要なラダー本数が最も多い6層目ラダーの量産に大きな貢献をしてきました。ラダー組立には高精度の組立精度(数100μm)と、約8000本/ラダーにも及ぶ電気的結線(ワイヤボンド)などが要求されるため、製作作業は非常に難しいものでした。

2011年12月に本研究室でSVDラダー量産計画が開始され、2016年2月に東大柏キャンパスのカブリIPMUにて6層目ラダー量産がスタートしました。そして2018年5月に25個目の最後の6層目ラダーが完成し、SVDラダー全ての量産が終わりました。

2018年7月に6層目ラダーが崩壊点検出器に組み込まれ、同年末にBelle II検出器にインストールされ、Belle II検出器が完成します。そして2019年初頭からはいよいよBelle II実験が本格稼働する予定です。今後の研究の進展にご期待ください。

KEKで組立てているSVD検出器

完成した6層目ラダー

カブリIPMUでのラダー製作の様子

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