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提案された高速MAPS検出器(FMT)は、電子-イオン衝突実験の前方および後方領域における軌跡再構成の精度を向上させ、パイルアップイベントの除去に役立つ。
Tiivistelmä
この論文では、将来の電子-イオン衝突実験(EIC)のための高速タイミングシリコン検出器の研究開発について述べている。
主な内容は以下の通り:
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MALTA2センサーの開発状況:
- MALTA2センサーは180 nm CMOSプロセスで製造された224×512ピクセルアレイを持つ。
- ビームテストの結果、空間分解能は約4.1 μm、タイミング分解能は約2.1 nsと良好な性能を示している。
- 1015 1MeV neq/cm2の高い放射線量まで性能劣化が小さいことが確認されている。
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提案されたFMT(Fast MAPS Tracker)の設計:
- FMTは前方(η > 2.5)と後方(η < -2.5)に2枚ずつのディスクから構成される。
- MALTA2センサーを用いた4センサーモジュールやダブルモジュールを使ってディスクを構築する。
- シミュレーションの結果、FMTにより2.5 < η < 3.3の領域での高pTトラック再構成精度が大幅に向上することが示された。
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FMTの物理インパクト:
- FMTの高速タイミング性能(~2 ns)により、EICの高い衝突レート(500 kHz)でも個々の衝突事象を分離できる。
- これにより、前方重粒子崩壊の再構成精度が大幅に向上し、重クォーク hadronization過程の研究に貢献できる。
今後、MALTA2 4センサーモジュールの開発と性能評価が進められる予定である。提案されたFMTは、EICの物理研究に大きな影響を与えると期待される。
Tilastot
MALTA2センサーの平均デジタル消費電力は10 mW/cm2、アナログ消費電力は70 mW/cm2。
MALTA2センサーの空間分解能は約4.1 μm、タイミング分解能は約2.1 ns。
MALTA2センサーは1015 1MeV neq/cm2の高い放射線量まで性能が維持される。
FMTの前方ディスクの幾何学パラメータ:内半径7.014 cm、外半径23.095 cm、z位置145 cm、物質量0.74%X/X0、ヒット効率98%。
Lainaukset
"MALTA2 sensor fabricated with the Tower 180 nm CMOS technology consists of a 224 by 512 pixel array on a 1 cm by 2 cm active area."
"Beam tests have been performed at different facilities to characterize the MALTA2 sensor and the right panel of Figure 1 shows the test setup for a MALTA2 sensor placed in the middle of a 6-layer MALTA telescope at CERN SPS."
"The proposed FMT will utilize either groups of MALTA2 quad-sensor staves/modules or MALTA2 octuple-sensor staves/modules to build the disk."