PHENIX Muon Tracking Chamber の性能改善（Ⅱ）

立教大学院　村田研究室　 / 　理研博士前期２年

　渡邉　健太郎

Abstract

RHIC ・ PHENIX 実験におけるスピン物理と RHIC の現状

・ Proton Spin Puzzle の解明

・ W を介した海クォーク偏極成分測定

偏極陽子・陽子の衝突における W 生成非対称度の測定は V-A 過程のみ。ヘリシティーの同定が可。

m+

nm

Up

Anti-down

W

Polarized pp Collision 500GeV

Relativistic Heavy Ion Collider

・ PHENIX ミューオン飛跡検出器

PHENIX

μ

PHENIX- ミューオン飛跡検出器（ Muon Tracker ）の現状

↑Muon Tracker　　　 Cathode Signal

Anode Card

コンデンサーの結露破壊 → 全摘 ! !

field

wire

Anode

wire

Cathode Strip

Cathode Strip

従来：表面実装型コンデンサー

コンデンサーを失った事による Cross Talk 問題

１５０pF３６０Ω

本来有るべきシグナルの流れCross Talk のメカニズム

行き場を失った Anode 側の電荷は wire が共有している Cathode strip に落ちる。( Cross talk )

湿度の変化に強いコンデンサーの再度インストールが急務

・ スペース : ~2.5cm・ ハンダによる溶接が困難

　 ReCap board という概念

Anode card 上の各 pad に対し先端が針状のもので押さえ込む形でコンタクトを図る。

↑ この HV 側の各 pad に注目

ハンダ溶接ではなく、ピンを押し込む形！！

ReCap board の特徴と制約

④ 2000V という HV に耐えられる事。

⑤ 暗電流を流さない事。

① 2.5cm 以下のスペースに収まる事

② 全チャンネルで導通が取れる事。

Anode Card

③ 既存の絶縁コーティングを貫く

高いアライメント精度と導通確認方法

試作機のインストールと導通成功率

total 448succeed 411unsuccessful contact 37( bad pad conditions 15 )

９２％以上の導通成功を確認

■ DC 読み出しによる導通成功率 ■

湿度耐性のあるコーティングの追求パリレンコーティング（１４ μ

厚）スリーボンドコーティン

グ

■ 　湿度耐性テスト　■湿度と温度を管理出来る恒温器を用い暗電流を流さないコーティングを追い求めた。・測定方法・温度 ：　３０℃（固定）湿度 ： ５０％→９０％（４時間）の３サイクル

※ PHENIX のオペレート環境は最高で２８℃８０％

パラキシレン系のポリマー。10μm 厚で水分子を遮蔽。

シリコン系の樹脂。ピン先への蒸着が困難。手作業となる。

もっとわかりやすい図に差し替え！

暗電流２ μA でトリップ

← 　コーティングがないと湿度９０％でMAX 36μA の暗電流が流れる。

湿度耐性のあるコーティングの追求

湿度変化

パリレンの方がスリーボンドに比べて暗電流の増加量が少ない。

再現性を確認。パリレンを採用。

まとめる

ページ

③compare hoe-type to rubber-typeテストチェンバーで鍬型プローブ・導電性ゴム使用 ( 不燃性あり、不燃性なし ) プローブ計４種類のパフォーマンスを比較。

↑ 鍬型：凹凸に弱い。絶縁コーティングを貫く期待。

↑EC-BH300 ：抵抗値が高い。

↑ 導電性ゴム：残念ながら不燃性が基準以下。 ↑EC-BM300 ： EC-BH の抵抗値の半分。