目に見えない素粒子を検出するため、素粒子実験において素粒子検出器の技術は欠かすことはできません。本研究室では、各実験グループ（ATLAS、COBAND、PIKACHU）ごとに必要な検出器開発を行うことに加え、さらに将来の素粒子実験を見据えたシリコン検出器の開発研究も行っています。

Low Gain Avalanche Diode (LGAD)

LGAD検出器は、優れた位置分解能に加え、30psの高精度な時間測定を実現する「4-D」飛跡検出器です。将来の高エネルギー加速器実験では、LHCなどの現在の加速器と比べて瞬間ルミノシティーが増加し、したがって１回の衝突で生成される粒子も莫大になりますので、センサー上を通過した荷電粒子の位置情報だけに頼ると、衝突事象内の荷電粒子による飛跡を再構成するのが非常に難しくなります。位置情報に加え、30 psの精度で時間情報を与えることで、より適切なヒット情報の組み合わせを見つけ出し、そのような環境でも効率よい荷電粒子検出を実現します。

最近の研究開発の様子については、原和彦先生のウェブページをご覧ください。

最近の成果

出版論文

  1. S. Kita, K. Hara et al., "Optimization of capacitively coupled Low Gain Avalanche Diode (AC-LGAD) sensors for precise time and spatial resolution", Nucl. Instrum. and Meth. A 1048, 168009 (2023)
  2. S. Kita, K. Hara et al., "Development of AC-LGAD detector with finer pitch electrodes for high energy physics experiment", accepted by JPS Conf. Proc.
  3. K. Onaru, K. Hara et al., "Study of time resolution of low-gain avalanche detectors", Nucl. Instrum. and Meth. A 985, 164664 (2021)
  4. S. Wada, K. Hara et al., "Design of a Segmented LGAD Sensor for Development of 4-D Tracking Detector", PoS (Vertex2019) 057, 2020
  5. S. Wada, K. Hara et al., "Evaluation of Characteristics of Hamamatsu Low-Gain Avalanche Detectors", Nucl. Instrum. and Meth. A 924, 380 (2019)

国際会議発表

  1. Tomoka Imamura, "Development of HPK Capacitive Coupled LGAD (AC-LGAD) detectors", VERTEX 2023, Sestri Levante, Italy, Oct. 16-20, 2023
  2. Kazuhiko Hara, "Improvement of timing resolution and radiation torelance for finely segmented AC-LGAD sensors", TREDI 2023, Trento, Italy, Feb. 28-Mar. 2, 2023
  3. Sayuka Kita, "Development of AC-LGAD detector with finer pitch electrodes for high energy physics experiment", VERTEX 2022, Tateyama, Japan, Oct. 23-28, 2023
  4. Kyoji Onaru, "Study of time resolution of low-gain avalanche detectors", HSTD12, Hiroshima, Japan, Dec. 14-18, 2019
  5. Sayaka Wada, "Design of a Segmented LGAD Sensor for Development of 4-D Tracking Detector", VERTEX 2019, Lopud Island, Croatia, Oct. 13-18, 2019
  6. Sayaka Wada, "Evaluation of Characteristics of Hamamatsu Low-Gain Avalanche Detectors", HSTD11, OIST, Japan, Dec. 10-15, 2017