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BTOF-J

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シミュレーションWGのタスク・人員

  • ソフトウェア開発はトミーとハニーが継続。トミーはBIC異動後も当面担当。実験側インプットが必要（チャージシェアリング、パラメータ連携は八野）。

  • フルデジタイゼーション版のバリデーションは各スタディ担当者が並行チェック。

  • スタディ状況

    • PIDパフォーマンス: 担当不在。過去スタディのやり直し（新ジオメトリ・EICrecon）、タイミング分解能を可変にして再評価。実験結果から現実的パラメータ設定が必要。

    • ヒットレート: 重要性は低下方向。EICrecon通過・パルスデジタイゼーション後のバックグラウンド抑制確認。トラッキングとの連携で影響評価。

    • トラッキング: 渡辺くんが着手。センサー位置分解能（≤10 μm）と時間分解能の正しい組み込みが必要。現アルゴリズムは時間情報を活用できない可能性。フォワードTOF担当不在。

    • マテリアルバジェット: アブデルガニ氏が進行中。インナートラッカーケーブルがMCに未実装、影響見積りが必要。問い合わせ先が不明。

    • フィジックスパフォーマンス: 未着手だが緊急性高。TOF情報を用いた物理感度変化を評価。ハニー氏と新規参加のクリストリアン氏が興味。経験不足リスクあり。

TOF必要性・物理スタディ推進

  • 日本側の物理スタディ貢献拡大を呼びかけ。関心者は川出さんと八野へ連絡。

  • SIDIS PWG参加準備（松谷くん）。メーリングリスト登録済。正式案内待ち（火曜夜、日本時間10時頃の認識）。

レーザー計測・テストビーム再解析（温度・時間分解能）

  • レーザーで電荷共有、振幅依存ジッターの傾向取得。伝搬速度・ヒット位置由来の到達時間差を補正し、テストビーム解析へ活用。

  • バイアス電圧スキャンで-185 V最適（IVカーブ整合、20度付近）。温度20〜40度で時間分解能悪化、ジッターが主要因（良:20 ps〜悪:35 ps、合計劣化15〜20 ps）。ジッター以外は温度非依存傾向。

  • 軸ラベル修正（「タイムウォーク」軸は「ジッター以外の成分」）。

  • ノイズ一定、波高縮小がジッター悪化主因との仮説。温度上昇によるリーク電流増加が電荷縮小の可能性。ノイズ一定と電荷縮小の個別グラフで寄与分解。

実験系の補正・治具整備・追加試験

  • 温度依存と振幅・暗電流・バイアス低下の定量化要望。既存テストビームデータで解析を前進（JPS向け）。EIシステムのデバッグ・アップデート。

  • レーザー補正はセンサー再設置や位置ずれでやり直しが必要。補正手順改善、ジグ整備（斎藤君が作成中）。

  • 2Dスキャン再検証、長手方向スキャン再取得。打ち込み位置（パッド側／端）による波形差と反射の定量確認。

  • センサー厚さ差の比較。広島大学の在庫確認、無ければワイヤーボンドで試作。

  • オールド／ニューボードのインピーダンス差は既存データでほぼ同等だが、レーザーで定量評価。

配線方式・FPC・材料検討

  • デイジーチェーン配線方式のシミュレーション（長配線1.3 m追加で振幅低下・高周波減衰、立ち上がり鈍化）。2D簡易結果、3Dでは悪化可能性。詳細デザイン決定後に3D再実施。

  • 外部配線（クロック・ファーストコマンド）を基板上で配線する想定に合わせ、終端方式を検討。直列幹線＋末端終端が望ましい。分岐各終端は不適切（振幅低下、反射・オーバーシュート）。デイジーチェーン断線時のフェイルセーフ課題あり。

  • 長尺FPC製造：表面層金メッキ（ワイヤーボンド用）を日本・韓国の会社に打診。コネクタ案は金メッキ不要だが1.3 mへ多数取り付けで大幅コスト増（FPCあたり7〜8個）。見積もり取得の上で判断。

  • ガラス基盤の利用可能性を近藤氏へ相談（熱伝導、熱膨張、配線高密度化の利点を確認）。

解析手法改善・評価ボード・治具

  • 伝搬速度とタイムウォークの相互イタレーション補正を導入。ストリップ近傍で伝搬速度が急上昇する現象を考慮。位置分解能・電荷共有の波形積分による検証。

  • 新評価ボード仕様検討：64チャンネル（8×8）希望。コネクタ表裏で64 ch可能。アンプは3種類搭載案。テスト項目を文章化し、仕様決定用スプレッドシート作成。

  • ペルチェ用冷却銅板：モックアップで問題なし。銅パイプ完全埋込のため厚く設計。ものづくりプラザへ加工依頼、費用見積もり待ち。

  • マニュアルボンダー：ボンドヘッド非回転でワイヤ切れが発生。台を事前回転で対応。センサー基板を回す治具（回転テーブル）導入検討（高さ制約あり）。モノタロウで手動回転ステージ調査。

MCP-PMT解析・JPS要旨

  • MCP-PMT信号チェックは齊藤くんが治具製作の上、今週測定予定。キャリブレーション前後で比較。

  • PMTイオンフィードバックがテールに影響、TDCスルーイング補正・CFD50%に悪影響。リーディングエッジトリガー＋タイムコレクションの対策案。

  • 5月ビームテストのCFD50%分布は0〜200 psに収束。以前の周期スパイクは見られず。トリガー差（神戸 vs MCP-PMT）が影響可能。ストロンチウムを用いた追加解析を[Speaker 4]へ指示。

  • JPS要旨提出は8月半ば見込み。次回ミーティング（7/19）までメールで調整。著者所属の表記統一。メーリングリストとIndicoを使用。

ジッター計算・波形データ確認

  • ジッター計算式（RMSノイズ、DV、DT）。DTをCFD10–90%で取る場合、DVはピークの0.8倍を適用。ベースラインウィンドウは80–100 nsなど信号非存在領域に再設定。

  • イベント選別でシグナル・ノイズ混在を確認。500 MHzデジタイザでライズタイム広がり（~1 ns、過去0.67 nsの約2倍）は想定内。シグナル抽出で改善見込み。

  • 波形の信号位置が左端に寄っており、ペデスタル計算に不安。トリガー設定・サンプリングウィンドウを再確認。

  • ストリップ電圧とトラック位置の相関は20–70 mV集中で過去傾向と整合。

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    • 09:30 → 09:50
      General & Test-Beams 20m
      Speaker: Satoshi Yano (Hiroshima University)
    • 09:50 → 10:10
      Simulation 20m
      Speakers: Ayuki Watanabe (Tohoku University), Kentaro Kawade (Shinshu University)
    • 10:10 → 10:30
      Test bench 20m
      Speaker: Kanato Matsutani (Hiroshima University)
    • 10:30 → 10:50
      FPC 20m
      Speakers: Itaru Nakagawa (RIKEN), Takashi Hachiya (Radiation Laboratory, RIKEN)
    • 10:50 → 11:10
      DESY ANALYSIS 20m
      Speaker: Koyuki Iwatsuki (Nara Women's University)
      20260729TOFJMT.pptx
    • 11:10 → 11:30
      Readout Board 20m
      Speaker: Masashi Kaneta (Tohoku University)
    • 11:30 → 11:50
      KEK and RARiS Analysis 20m
      Speakers: Taichi Egami (University of Tokyo), Taiichi Egami (The University of Tokyo)

      これまでにやったこと（18 mV でのSignal/Noiseカット以降）

      • Signal mask: DUT strip1–7 に一律 18 mV（八野さんの KEK 解析に合わせた初期値）。10,000 events 中 signal hit 12,968 rows。
      • Cluster 化: 隣接 strip のみを cluster として採用。
        • signal のある event: 8,715（no-signal 1,285）
        • cluster size: 1 → 4,839, 2 → 3,585, 3 → 199, 4 以上 → 75
        • separated（非隣接）event: 17（除外）
      • Seed event 選別: 端 strip (1, 7) かつ cluster size = 1 の event を除外 → 6,958 events を解析に使用。
      • CFD 時刻の算出（2 点線形内挿）:
        • DUT: CFD 10–90 % を 9 点スキャン
        • MCP-PMT（time reference）: CFD 20 % と 40 % の 2 通り
      • Δt テーブル作成: Δt = t_MCP(CFD 20 % or 40 %) − t_DUT(CFD X %)。strip × CFD ごとに分布を作成。
      • 時間分解能の抽出: Δt 分布を Gaussian fit（±2σ で初期 fit → ±1.5σ で refit）。

       

      現時点の結果

      • σ(Δt) ≈ 85–103 ps（strip・CFD による）。各 strip で最も良い CFD を選んだ場合:
        • strip1 84.5 / strip2 98.6 / strip3 92.0 / strip4 100.5 / strip5 102.7 / strip6 96.2 / strip7 85.7 ps
        • 中央 strip3–5 の平均 ≈ 98 ps
        • 最適 CFD は strip により 10–50 % 程度（低め）
      • MCP-PMT の基準 CFD 依存: 20 % と 40 % で比較 → 中央 strip3–5 平均で 98.4 ps vs 99.9 ps。ほぼ同等（20 % がわずかに良い）。
      • この σ(Δt) は DUT + MCP-PMT + 読み出しのジッタを含んだ値。DUT 単独の分解能はまだ切り分けていない。
       

       

      今やっていること

      • 残差 time-walk の確認: Δt vs DUT 振幅のプロファイル（振幅 bin ごとの Δt 平均）を strip × CFD の全組み合わせで作成。
        • CFD を使っている時点で time-walk の主要部分は既に除去されている。
        • 低 CFD ではプロファイルはほぼ平坦（残差なし）、高 CFD では傾きが見える。
        • ただし σ が最良なのは低 CFD 側で、そこでは残差補正の効果は数 % 程度に留まる。
      • 残差補正（プロファイル減算）を入れた場合の σ の変化を評価中。

       

      今後の予定

      • lead + sub-leading strip の振幅加重平均による時刻再構成（charge sharing の活用）。
      • σ(Δt) から MCP-PMT と読み出しの寄与を差し引いて、DUT 単独の時間分解能 を求める。
      • 位置分解能（η = A_sub/(A_lead + A_sub) を用いた再構成）。
    • 11:50 → 12:10
      Setup for temperature dependence measurement 20m
      Speaker: Tatsuki Saito (Hiroshima University)
      TOFJ_20260729_saito.pptx