スイス、ジュネーブの郊外。CERN(欧州原子核研究機構)の全長27kmに及ぶLHCプロジェクト。そのセンサ部分には、SSD(シリコン・ストリップ・ディテクタ)、APD、光電子増倍管が採用されています。私たち浜松ホトニクスの光のテクノロジーは、人類の英知が結集する高エネルギー物理学の最前線で活躍しています。
SSD
APD
ヒッグス粒子はあらゆる物質に質量を与える粒子で、神の粒子と言われていますが、これまで発見されていませんでした。CERN(欧州原子核研究機構)は、スイス・ジュネーブ郊外にある円周27kmの世界最大の粒子加速器「大型ハドロン衝突型加速器(LHC)」で実験を続ける中で、ヒッグス粒子の存在を確認することを目指していました。2013年、その存在が確定され、半世紀前にヒッグス粒子の存在を予言したフランソワ・アングレール名誉教授、ピーター・ヒッグス名誉教授が2013年のノーベル物理学賞を受賞されました。
円形の赤線の地下約100メートルに周長27kmのLHCプロジェクトのトンネルがある。黄色丸は4つの実験装置の設置場所。[画像提供:CERN]
陽子と陽子を光に近い速度で衝突させると、そのエネルギーから新たな粒子が発生します。浜松ホトニクスの検出器は、その粒子の飛んだ方向(飛跡)とエネルギーを検出して、粒子の性質を調べるために使用されています。ATLAS/CMS実験装置において、粒子の飛跡検出器としてSSDが使用されています(1999年納入開始)。また、粒子のエネルギーを検出するカロリメータ用に微弱光検出器としてATLAS/CMSでは光電子増倍管が、CMSではAPDが使用されています。
ヒッグス粒子崩壊シミュレーション
[画像提供:CERN]
CERNから「The CMS Award」を2003年、2005年に受賞
ATLAS実験装置では約14,000個、CMS実験装置では約22,000個のSSDが使われています。SSDは、ストリップ形状のダイオードアレイで、粒子の透過した位置を数十μmの分解能で検出します。
CMS実験装置に取り付けられたシリコン・ストライプ・ディテクタ[画像提供:CERN]
高エネルギー物理実験では、衝突時に発生する粒子のエネルギーの増加に伴って、検出器の大型化が求められています。当社では、6インチシリコンウエハから1チップしか取ることのできない大型のSSDを開発しました。当社の高い検出器製造能力によって、LHCプロジェクトにおいて大面積・高品質のSSDをほぼ予定通り納入することができました。
SSDの形状は検出器の取付け場所に応じて、さまざまな形があります。
CERNのLHCプロジェクトには1,232台の超伝導電磁石が設置されていて、その磁力により陽子ビームを曲げています。そのため、LHCプロジェクトでの放射線レベルは自然放射量の約600万倍に達します。SSDはこの過酷な放射線レベルの環境で、5年以上耐えられる高信頼性を実現しています。2020年以降に始まるHL(Hight Luminosity)-LHCプロジェクトなど、次期粒子衝突実験の飛跡検出器の放射線環境は、2008年開始のLHCプロジェクトの5~10倍になる予定で、こうした環境でも使用可能な次世代SSDを開発しています。
加速器の超伝導電磁石[ 画像提供:CERN ]
APDの受光面のサイズは、5mm×5mm。シンチレータと組み合わせて使用されています。高磁場中で放射線が発生する過酷な環境下で、最適な性能が求められるため、高磁場に強い光半導体素子が採用されました。APDの仕様には、「放射線に強く、低ノイズ」で、「高感度、低容量、特性の均一性」であることが求められました。それぞれの仕様が相反する関係にありましたが、構造を見直すことで、必要とされる仕様を実現しました。
CMS実験でカロリメータとして使われたAPDとシンチレータ[ 画像提供:CERN ]
CMS実験装置では、放出された放射線はシンチレータで可視光に変換し、当社製APDが検出します。その微弱な光をとらえるためAPDは量子効率※70%という高感度を実現しています。
※入射光子1つ当たりの出力電子数のこと。
カロリメータ用APDの概念図
It looks like you're in the . If this is not your location, please select the correct region or country below.
You're headed to Hamamatsu Photonics website for JP (Japanese). If you want to view an other country's site, the optimized information will be provided by selecting options below.
In order to use this website comfortably, we use cookies. For cookie details please see our cookie policy.
This website or its third-party tools use cookies, which are necessary to its functioning and required to achieve the purposes illustrated in this cookie policy. By closing the cookie warning banner, scrolling the page, clicking a link or continuing to browse otherwise, you agree to the use of cookies.
Hamamatsu uses cookies in order to enhance your experience on our website and ensure that our website functions.
You can visit this page at any time to learn more about cookies, get the most up to date information on how we use cookies and manage your cookie settings. We will not use cookies for any purpose other than the ones stated, but please note that we reserve the right to update our cookies.
For modern websites to work according to visitor’s expectations, they need to collect certain basic information about visitors. To do this, a site will create small text files which are placed on visitor’s devices (computer or mobile) - these files are known as cookies when you access a website. Cookies are used in order to make websites function and work efficiently. Cookies are uniquely assigned to each visitor and can only be read by a web server in the domain that issued the cookie to the visitor. Cookies cannot be used to run programs or deliver viruses to a visitor’s device.
Cookies do various jobs which make the visitor’s experience of the internet much smoother and more interactive. For instance, cookies are used to remember the visitor’s preferences on sites they visit often, to remember language preference and to help navigate between pages more efficiently. Much, though not all, of the data collected is anonymous, though some of it is designed to detect browsing patterns and approximate geographical location to improve the visitor experience.
Certain type of cookies may require the data subject’s consent before storing them on the computer.
This website uses two types of cookies:
This website uses cookies for following purposes:
Cookies help us help you. Through the use of cookies, we learn what is important to our visitors and we develop and enhance website content and functionality to support your experience. Much of our website can be accessed if cookies are disabled, however certain website functions may not work. And, we believe your current and future visits will be enhanced if cookies are enabled.
There are two ways to manage cookie preferences.
If you don’t want to receive cookies, you can modify your browser so that it notifies you when cookies are sent to it or you can refuse cookies altogether. You can also delete cookies that have already been set.
If you wish to restrict or block web browser cookies which are set on your device then you can do this through your browser settings; the Help function within your browser should tell you how. Alternatively, you may wish to visit www.aboutcookies.org, which contains comprehensive information on how to do this on a wide variety of desktop browsers.
Occasionally, we may use internet tags (also known as action tags, single-pixel GIFs, clear GIFs, invisible GIFs and 1-by-1 GIFs) at this site and may deploy these tags/cookies through a third-party advertising partner or a web analytical service partner which may be located and store the respective information (including your IP-address) in a foreign country. These tags/cookies are placed on both online advertisements that bring users to this site and on different pages of this site. We use this technology to measure the visitors' responses to our sites and the effectiveness of our advertising campaigns (including how many times a page is opened and which information is consulted) as well as to evaluate your use of this website. The third-party partner or the web analytical service partner may be able to collect data about visitors to our and other sites because of these internet tags/cookies, may compose reports regarding the website’s activity for us and may provide further services which are related to the use of the website and the internet. They may provide such information to other parties if there is a legal requirement that they do so, or if they hire the other parties to process information on their behalf.
If you would like more information about web tags and cookies associated with on-line advertising or to opt-out of third-party collection of this information, please visit the Network Advertising Initiative website http://www.networkadvertising.org.
We use third-party cookies (such as Google Analytics) to track visitors on our website, to get reports about how visitors use the website and to inform, optimize and serve ads based on someone's past visits to our website.
You may opt-out of Google Analytics cookies by the websites provided by Google:
https://tools.google.com/dlpage/gaoptout?hl=en
As provided in this Privacy Policy (Article 5), you can learn more about opt-out cookies by the website provided by Network Advertising Initiative:
http://www.networkadvertising.org
We inform you that in such case you will not be able to wholly use all functions of our website.
Close