グローバルＣＯＥ 量子物理学・ナノサイエンス特別講義第七 GLOBAL COE Special Lecture in Quantum Physics and Nanoscience VII
講義の目的
素粒子物理学実験のための電子回路・計算機技術
素粒子物理学の最前線の実験は、より高いエネルギーの、より強いビームを用い、よりまれな事象の探索をおこなう。そのため、検出器は巨大かつ微細になり扱う信号数は膨大になる。また、検出器の信号はより高速になる。そのため、大量の信号を高速で処理するために、最先端の電子回路技術・計算機技術が採用されている。この講義では今年より本格実験が開始されたCERNのLHC加速器ATLAS実験を例にとってどのようにしてそういった技術が素粒子物理学実験に適用されてきたかを説明する。また、将来の素粒子物理学実験を計画するためには現在の最先端技術に触れておく必要がある。実験物理学者の視点からどのように技術を評価するべきかについて議論する。
講義計画
最初に素粒子物理実験とそこで用いられる検出器について概観する。それに続いて電子回路技術の基礎となる半導体素子について解説し、検出器からの信号の処理を順番に追いかける。アナログ信号処理、アナログディジタル変換、ディジタル信号処理、トリガー判定回路、オンライン計算機、信号伝送、ネットワークなどについて解説する。最後に仮想的な実験を一つ想定してそこでのトリガー判定・データ収集系を設計してみる。
教科書・参考書等
授業で使用する資料については事前にWEBに掲示する。
http://www.icepp.s.u-tokyo.ac.jp/~sakamoto/education/
関連科目・履修の条件等
特になし
成績評価
出席点による。
担当教員の一言
担当教員は衝突型加速器実験を中心に素粒子物理実験に携わってきた。そういう中で感じた実験の面白さ・楽しさを伝えることができたらと考えている。本講義は素粒子物理実験について解説するが、ここで取り扱う実験技術は、原子核物理実験、宇宙線・宇宙観測実験にも共通する。それらの分野の学生にも履修は有用である。
