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タイミングカーブとDAQテスト

実験Ⅲ素粒子テーマ3回目

素粒子物理で使う単位系について

タイミングカーブの測定

Coincidenceカーブ

Vetoカーブ

DAQテスト

第1回：素粒子物理概説，μ粒子寿命測定法，

同軸ケーブルとインピーダンス，NIMモジュールの機能．

第2回：シンチレーション・カウンターの理解，ＨＶカーブの測定．

第3回：タイミング・カーブの測定

第4回：寿命測定回路のセットアップ，寿命データ収集開始(Al)

第5回：[データ収集継続(Al)] UNIX入門，PAWを用いたμ粒子寿命測定

データの解析法

第6回：[データ収集継続(Fe)] Z粒子質量測定法概説，ATLAS検出器の概説，

Event display，Z粒子の質量

第7回：[データ収集継続(Fe)] 軽い粒子(J/ψ)の質量

第8回：データ解析とグループ内でのまとめ

第9回：発表・討論

第9回の一週間後が締め切り

実験スケジュール

2,3回目は、グラフ作成にExcelを使用してもよい。

第４回目は、時間がかかる場合があります。タイミングカーブを完了し、時間に余裕がある班は、今日中に先にすすめてください。

評価：出席点9点，成績点10点（発表３点，レポート７点）

成績評価に関して

レポート：手書き・ワープロどちらでもよい。自分の言葉でやったことを纏めること。

以下は大幅減点の対象とする。• テキストの丸写し• 友達のレポートを丸写し

素粒子で使う単位系

4

素粒子で使う単位系

5

6

自然単位系

7

自然単位系の量をMKSに変換する

8

自然単位系の量をMKSに変換する

9

2

長さ＝ℏ𝑐𝑐

14 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇= 197×106𝑇𝑇𝑇𝑇×𝑓𝑓𝑓𝑓

14×1012 𝑇𝑇𝑇𝑇∼ 10−5 𝑓𝑓𝑓𝑓

原子核よりさらに５桁くらい小さなスケール。

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セットアップ

前回設定したHV，DiscriminatorのVthを使う. Discriminatorの出力パルス幅は,それぞれ15ns, 15ns, 40ns

Variabledelay

T1

T2

T3

Vth=-50mVWidth 15ns

15ns

40ns

S1

S2

S3

μ

ストッパー

μ粒子が

ストッパーで止まった事象

Veto入力

μ粒子がS1とS2を通過した事象

e

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Coincidence カーブ

突き抜けμ粒子を使ってS1とS2のタイミングを合わせる

平らな部分の高さ

N(S2) ~ S2のNoise + MIP N(S1*S2) ~ MIP

S1とS2のタイミング

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VETO カーブ

宇宙線μ粒子を使ってS1,S2とS3のタイミングを合わせる

S1とS2のタイミング(T1-T2)はCoincidenceカーブで得た値を使う

T1を変更するときは，T2も同時に変更しT1-T2は不変に保つ

平らな部分の高さ N(S1*S2) ~ 突き抜け+Stopped N(S1*S2* NOT S3) ~ Stopped

S1,S2とS3のタイミング

DAQテスト 本実験では、パルス・カウンタでμ粒子の崩壊時間を測定する。

パルス・カウンタが正しく動作していることを確かめる。

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PCに測定データを取り込み

測定された時間データが、ディレイの設定値と一致しているかどうか確かめる。

注意事項

今日作るCoincidenceカーブとVetoカーブは、それぞれ印刷して保存しておく。

今回セットアップしたタイミングは、次回以降でそのまま使用する。

ディレイ設定したあとでは、次回のはじめを含めて、モジュール・配線を一切変更しないこと！！

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ディスクリミネータの出力パルス幅 前回、ディスクリミネータのアウトプット・パルス幅を15 nsに

調整した。

パルス幅を再確認し、必要なら直すこと。

テキストには１５nsと書いてあるが、これは下図ｂのことではないので注意。

パルスが短すぎると信号が正しく処理されないこともある（毎年多いセットアップ・ミス）。

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15 ns

15 nsa. b.