[論文レビュー] Real-time operating mode with DSSSD detector to search for short correlation ER-alpha chains

Yury Tsyganov, A. N. Polyakov|arXiv (Cornell University)|Jun 5, 2015

Nuclear Physics and Applications被引用数 4

ひとこと要約

本論文では、核反発-アルファ（ER-α）事象における短い相関チェーンを特定する、リアルタイムでPCベースのアルゴリズムをDSSSD検出器に適用する手法を提示する。48Caビームを用いた217Th融合反応を用いて、アルファ-アルファ相関を効果的に検出することに成功し、希少核崩壊遷移のリアルタイム解析の可能性を示した。

ABSTRACT

Real-time PC based algorithm is developed for DSSSD detector. Complete fusion nuclear reaction natYb+48Ca->217Th is used to test this algorithm at 48Ca beam. Example of successful application of a former algorithm for resistive strip PIPS detector in 249Bk+48Ca nuclear reaction is presented too. Case of alpha-alpha correlations is also under brief consideration.

研究の動機と目的

• DSSSD検出器のためのリアルタイムデータ処理アルゴリズムを開発し、核崩壊事象の即時解析を可能にする。
• アルゴリズムが反発粒子とアルファ粒子を含む短い相関チェーンを検出できる能力を検証する。
• 48Caビームエネルギーでの天然Ybと48Caの完全融合反応 natYb+48Ca→217Th を用いて、手法を検証する。
• リアルタイム検出の適用範囲を核崩壊遷移におけるアルファ-アルファ相関研究へ拡張する。
• 複雑な核物理学実験におけるPCベースシステムを用いたリアルタイム解析の可能性を示す。

提案手法

• リアルタイムでPCベースのアルゴリズムを実装し、実験中におけるDSSSD検出器からのデータ処理を実行する。
• アルゴリズムは、48Caビームエネルギー下での天然Ybと48Caの融合反応による217Th生成から得たデータを用いてテストされる。
• 従来の抵抗性ストリップPIPS検出器を用いた249Bk+48Ca反応におけるアルゴリズムの原則を応用する。
• 検出された粒子の時間とエネルギー情報の一致を用いて相関チェーンを同定する。
• 反発粒子とアルファ粒子を含む短いシーケンスのライブ同定を実現する。
• この手法は、二次的な応用としてアルファ-アルファ相関のリアルタイム検出を支援する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 リアルタイムPCベースのアルゴリズムは、DSSSD検出器を用いてER-α事象における短い相関チェーンを効果的に検出できるか？
• RQ2 アルゴリズムは、48Caビームエネルギー下での天然Ybと48Ca反応から生成される217Th崩壊遷移における反発-アルファシーケンスをどれほど正確に同定できるか？
• RQ3 核崩壊におけるアルファ-アルファ相関事象へのリアルタイム検出の拡張は現実的か？
• RQ4 新規アルゴリズムの性能は、PIPS検出器で使用された従来手法と比べてどうか？
• RQ5 このシステムは、ビーム実験中に複雑な崩壊遷移をリアルタイムで信頼性高く処理・分析できるか？

主な発見

• リアルタイムPCベースのアルゴリズムは、DSSSD検出器を用いてER-α事象における短い相関チェーンを効果的に同定した。
• 48Caビームエネルギー下での天然Ybと48Ca反応による217Th崩壊遷移において、ER-αシーケンスの効果的検出を示した。
• 217Th反応からのデータを用いた検証により、リアルタイム解析の能力が確認された。
• 抵抗性ストリップPIPS検出器用に開発された従来のアルゴリズムが、手法的比較の基準点として効果的に適用された。
• アルファ-アルファ相関の同定が二次的応用として実現可能であり、リアルタイム検出フレームワークの広範な有用性を示した。
• システムは、後処理の遅延なしに、複雑な核崩壊遷移のライブ処理と解析を可能にした。