Rate Capability: MWPC vs MSGC MPGD (Micro Pattern Gaseous - PowerPoint PPT Presentation

第 15 回 MPGD 研究会 @ 京都大学 神戸大学 越智敦彦

Rate Capability: MWPC vs MSGC MPGD (Micro Pattern Gaseous Detectors) 開発に関する、国際コラボレーション  CERN の R&D プロジェクトの 51 番目のものとしてこの名前の由来があるが、実際は  CERN 中心というわけではなく、特定の実験にも属さない。 年 2 回の workshop における情報交換がメインの活動であるが、これに加えて  年 1 ～ 2 回の追加 WS 開催、 ◦ 大型 MPGD 製造施設建設、 ◦ ◦ 共有のビームテストファシリティの運営、 共通で使えるデータ収集システムの開発 (SRS) 、 ◦ シミュレーションソフト開発（ Garfield++ ）、 ◦ m PIC MHSP Micromegas GEM THGEM 公募型研究開発（ Common project ） も行っている。 ◦ 互いの工作設備（特に CERN の設備）や知財の利用にあたっては、ほぼ自由に使える  Ions よう便宜が図られる 現在、 90 機関、約 500 名が参加 ( 但し、現在見直し中 )  日本からは、神戸大の他、理研、東大、筑波大が参加。  40 % CERN LHCC にて、あらたに (2019 ～ )2023 年までの活動が承認された。  60 % Spokes person: Leszek Ropelewski (CERN), Silvia Dall Torre (Trieste) ◦ Chair of Collaboration Board: Joao Veloso (Portugal) ◦ Deputy Chair CB: Atsuhiko Ochi (Kobe) ◦ Electrons InGrid 2016/12/10 MPGD 研究会 A. Ochi 2 MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 2

RD51 (well consolidated) Working Groups Technological Aspects and Development of New Detector Common Facilities : Test Beam and Laboratory Structures WG1: WG7: Production, quality control, industrialization RD51 Common Characterization WG2: WG6: and Physics Issues WG4: WG5: MPGD Related Electronics WG3: Academia-Industry Matching Events, Training, Education Simulations and Software Tools 3 MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 3

 2/4 – 7 Mini week @ CERN  5/6 – 10 (MPGD 2019 期間中 ) Collaboration meeting @ La Rochel  以降のスケジュールは、後日決める予定 ◦ Collaboration meeting + Mini week 各一回予定 MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 4

 RD51 内で、年間２～３件のテーマを募集し、研究費を提供 ◦ Technology R&D projects towards developments of novel techniques, improvements of existing technologies, characterization methods and dedicated tools; ◦ Development and optimization of MPGDs for novel applications; ◦ Improvement of the MPGD technology transfer to industry.  ３つ以上の機関・大学が共同で行う実験（ RD51 参加機関以外が入っ ていてもよい。）  検出器 R&D が中心であり、特定の実験プロジェクトには属さない。  一機関に、年間最大 5000CHF  １プロジェクト当たり、年間最大 30,000CHF  マッチングファンドであり、提供額と同額以上の開発予算を別に持っ ていることが必要  研究期間は、 2 年間で、 1 年延長が可能。  額としてはそれほど大きくないが、国際共同研究を立ち上げるのには、 かなりお薦め。 MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 5

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EP-DT-DD GDD Laboratory available for the RD51 Collaboration Members Permanent installations (Today): ALICE, ATLAS, ESS CMS moved roughly two years ago to TIFF, access to the lab for specific measurements More than 15/20 groups per year coming to perform measurements Technical support MPGD Detectors Clean Rooms Mechanical and Electronic Workshop Gas system and services Readout electronics (std and custom RD51 SRS&APV) Radioactive Sources Interface with CERN services (RP, gas, metrology, irradiation facilities,…) 7 MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 7

Semi Permanent Test Beam Facility in the SPS Extraction Line Building 887 – EHN1 Three periods of two H4 (PPE134) weeks each per year About fifteen-twenty users per year Goliath Magnet  Ship? A warm and special thanks to the SPS, the North Area Facility and to all the people that supports our installations Examples of the test beam user teams CMS (GEM) WIS/A/C(WELL, THGEM) ATLAS NSW (mm) BESS III & SHIP (GEM) LAPP/DEM/IRFU(mm) ALICE TPC (GEM and mm) 8 MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 8

Technology: MPGD Production and Development @ CERN MPGD Projects…. New Capabilities…. Installation of the new infrastructure (to fabricate 2x1m 2 Bulk MM & 2x0.5m 2 GEM) COMPLETED Construction of the new workshop’s building: Start : beginning of 9 2012 MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 9 End: end of 2017

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Examples of CERN/LHC Upgrades ATLAS NSW (mm) ALICE (GEM) Micromegas Detectors for the Muon Spectrometer Upgrade of the ATLAS Experiment; M. Bianco, Elba 2015 A continuous read-out TPC for the ALICE upgrade, C. Lippmann, Elba 2015 CMS (GEM) COMPASS RICH-1 (THGEM+MM) LHC Upgrades: Original R&D efforts emerged from RD51 activities. Today: production phase under the project effort , access to RD51 facilities (laboratory, test beam, 11 MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 11 workshops) and tools (simulation, electronics,…) to facilitate this particular phase

Fast Timing Calorimetry with MPGD New Materials (Glass GEM) ≈50phe ≈50phe The Latest Results of Crystalized Glass GEM, Y. Mitsuia, RD51 miniweek (GDD/RD51 lab) Neutrons Detection Resistive Material New Large Area Thin Detectors B10 Gd A. Ochi European Spallation Source (ESS) 12 MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 12

Modelling of Physics Processes and Software Tools 13 MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 13

The RD51 Scalable Readout System (SRS) Electronics and Instruments for Detectors SRS & APV25 FE chip SRS: Different System Worldwide use in the RD51 community (>2000 hybrids) SRS for R&D on Detectors SRS+SiPM (NEXT TPC) SRS-FEC+TOTEM DAQ SRS for experiments (ATCA) SRS+Timepix (LC-TPC) – Bonn/Desy 2015 Very appealing for the future: VMM (NSW ATLAS FE chip) SRS for spatially distributed system (optical SRS) Baseline solution for RD51 SRS community. Interest and support from ESS (European Spallation Source) and ALICE FOCAL 14 MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 14

RD51 Future Flagship technologies – Resist sistiv ive e ma mate terials ials an and ar archite hitectures ctures 1 5 MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 15

LICP: on the basis of theoretical calculation and  simulation, give USTC team a guidance of the work USTC: produce different bare DLC foils with  different surface resistivity and also DLC foils with Copper coating (DLC+Cu) Kobe University: produce large size DLC &  DLC+Cu foils in order to study the reproducibility of the process tuned on small prototypes and the uniformity of the surface resistivity of the DLC CERN: study the behavior and changes of DLC  properties under manufacturing processes foreseen for MPGD construction (i.e. μRWELL , resistive GEM and THGEM) LNF-INFN: study stability of bare DLC properties  under current drawing on bench (w/irradiation) CERN: produce detectors with DLC foils  LNF-INFN: perform aging and spark test of DLC  based detectors (with different radiation) MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 16

RD51 Future Flagship technologies – Fast st and and p precise ecise tim imin ing 24 4 ps 17 MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 17

RD51 Future Flagship technologies – New ma mate terial ials s an and t techno hnologi logies es 1 8 MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 18

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RD51 Future Flagship technologies – Hy Hybrid id dete tecto ctors rs MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 20 20

Phantom High Speed Camera - oTPC a tracks almost SF 21 21

 開催日 2019 年 5/5-10  開催地 La Rochelle, France  最終日に RD51 collaboration meeting を開催。  今回は Charpak 賞あります。  Registration fee は、 300EUR 前 後  https://indico.cern.ch/event/7 57322/overview MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 22

 La Rochelle ◦ パリから TGV (2.5 時間 ) ◦ 最寄り空港は、 Bordeaux 空港  ＋車で２時間 MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 23

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 Abstract 受付中 ◦ 締切は、 2019/1/9 ◦ https://indico.cern.ch/event/757322  Registration ◦ 1 月中にオープンの予定  開催日 ◦ 5/5 – 10 ( ちょうど 10 連休の最後の方にかかる） MPGD 研究会 A. Ochi 2018/12/15 25