数理物質融合科学センター 光量子計測器ワークショップ	  シリコン電磁カロリメータ等	  	  	  ••••	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  筑波大学 数理物質融合科学センター	  	  宇宙史国際研究拠点 クォーク・核物質部門	  	  数理物質系 物理学域 	  	  江角 晋一	

Introduc*on	  on	  High-­‐Energy	  Heavy-­‐Ion	  Collision	  and	  QGP	  Si/W	  calorimeter	  for	  ALICE	  FoCal	  upgrade	  	  Event	  Plane	  Detector,	  iTPC	  and	  Fixed	  target	  mode	  for	  STAR-­‐BES2	  	  MRPC(mul*-­‐gap	  resis*ve	  plate	  chamber)	  for	  High-­‐resolu*on	  TOF	  CiRfSE 光量子計測器ワークショップ、平成28年3月2日、筑波大学	

クォーク・核物質部門、江角晋一	

1	高エネルギー原子核実験 (RHIC,LHC)	

原子核A	

原子核B	

RHIC-­‐STAR	

RHIC-­‐PHENIX	
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LHC	  at	  CERN	

LHC-­‐ALICE	

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2	

クォーク・グルーオン・プラズマ（QGP）相転移	
QCD臨界点探索	
LHC実験	
RHIC実験ビーム
エネルギー走査	J-PARC,FAIR実験等

臨界点	

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3	

研究計画	
2015

2016

2017

2018

2019

LHC Run2	

2020

2021

2022

2023

2024

2025

LHC Run3	

LHC Run2の物理解析	
ALICE実験高度化(TPC高度化, MFT建設, O2, 	コンピューティング強化)の遂行	
FoCAL R&D	

RHIC Run	

RHIC BES-II	

PHENIXのデータ解析	
sPHENIX検出器R＆Dと建設 (VTX検出器)	
STARへの参加, EPDの建設	

高度化されたALICE実験と	 高温領域へ	
LHC Run3の物理解析		
Forward spectrometer R&D	

RHIC Run	sPHENIX実験の遂行	と物理解析	

STAR BES-II実験の遂行と物理解析	

高密度領域へWhite Paper 	
J-PARCへのLOI提出		

J-PARCでの重イオン加速器の研究開発 (イオン源、Linac, ブースター)	
J-PARCでの重イオン実験の基礎研究, J-PARC E16/E50実験への参加	

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4	

ALICE	  FoCal	  upgrade	  	  for	  forward	  photon	  and	  pi0	  W/Si	  sampling	  EM-­‐calorimeter	  	  	  Moliere	  radius	  ~9mm	  	  	  Radia*on	  length	  ~3.5mm/layer	  

LGL	

HGL	

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LGL	  :	  low	  granularity	  layer	  	  	  	  1x1	  cm2	  Si-­‐pad	  	  	  Analog	  read-­‐out	  per	  4	  layers	  	  	  5	  LGL	  modules	  	  HGL	  :	  high	  granularity	  layer	  	  	  25x25	  µm2	  CMOS-­‐pixel	  (MAPS)	  	  	  digital	  sum	  (40x40	  pixels)	  	  	  	  1x1	  mm2	  eﬀec*ve	  cell	  per	  1	  layer	  	  	  2	  HGL	  modules	
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5	

4-­‐layer	  LGL	  module	

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6	

CERN	  PS/SPSでのテストビーム実験	  	  • Sep-­‐Oct/2014	  at	  PS	  • Nov/2014	  at	  SPS	  • Oct/2015	  at	  PS,SPS	  筑波大、中條先生	  筑波技術大、稲葉先生	
佐藤（H26年度修士論文）	  伊藤（H26年度卒業論文）	  平野（H27年度修士論文）	  y	-­‐>	  FEC	  board	CiRfSE 光量子計測器ワークショップ、平成28年3月2日、筑波大学	

1層目

2層目

3層目

4層目	

10GeV	  	  	  	  	  	  20GeV	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  30GeV	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  40GeV	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  50GeV	

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x	7	

RHIC	  beam	  energy	  scan	  (BES)	  program	  	  from	  phase	  I	  to	  phase	  II	  ~	  2016	

Cri7cal	  Point	  ?

2019	  ~		Z. Xu, ICPAQGP2015	
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8	Beam	  Energy	  Scan	  	  program	  -­‐	  phase	  II	CiRfSE 光量子計測器ワークショップ、平成28年3月2日、筑波大学	

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9	

Event	  Plane	  Detector	  	  for	  BES2	  at	  STAR	

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10	

iTPC	  upgrade	  for	  BES2	  at	  STAR	  	full	  read-­‐out	  of	  inner	  TPC	  part	  for	  wider	  eta-­‐acceptance	  d-­‐	  patnercurign	 radial	  sed	  	  distance	  	  p l an e

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from	  beam	

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11	

Fixed	  target	  	  mode	  run	  at	  STAR	

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12	

臨界点	

現在のJ-­‐parc施設	

M.	  Kitazawa	  (Osaka	  U.)	  H.	  Sako	  (JAEA)	

QCD相図	  （hadron相→QGP層）	  高温領域から高密度領域へ	

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13	

Mul*-­‐gap	  Resis*ve	  Plate	  Chamber	  の開発	  	  	  	  (MRPC)	  -­‐-­‐-­‐	  	  J-­‐parc	  重イオン実験へ向けて	  	  -­‐-­‐-­‐	  4段型MRPC	野中（H26年度修士論文）	  佐藤（H27年度卒業論文）	  これまでに分解能20ps程度の報告あり。	  
現状では、40ps程度を達成。目標10ps!	

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14	

Summary	  	  • Si/W	  calorimeter	  for	  ALICE	  FoCal	  upgrade	  	  • Event	  Plane	  Detector,	  iTPC	  and	  Fixed	  target	  mode	  for	  STAR-­‐BES2	  	  • MRPC(mul*-­‐gap	  resis*ve	  plate	  chamber)	  for	  High-­‐resolu*on	  TOF	  CiRfSE 光量子計測器ワークショップ、平成28年3月2日、筑波大学	

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15	Backup	  slides	

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クォーク・核物質部門、江角晋一	16	初期光子	

化学的凍結	
相転移	p	  熱力学的凍結	

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Au	  p	  Au	  クォーク・核物質部門、江角晋一	

17	

CiRfSE 光量子計測器ワークショップ、平成28年3月2日、筑波大学	

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18	

EPC-­‐EX	  (pre-­‐shower)	  in	  front	  of	  MPC	  (EMcal)	  at	  RHIC-­‐PHENIX	  	  CiRfSE 光量子計測器ワークショップ、平成28年3月2日、筑波大学	

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19	

A	  new	  RHIC	  Jet	  and	  Upsilon	  detector	  (sPHENIX)	

SiPM	  readout	
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HCAL	

EMCAL	
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