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テレスコープアレイ実験による極高エネルギーガンマ線・ニュートリノ探索

Research Project

Project/Area Number 14J01385
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Condensed matter physics I
Research InstitutionThe University of Tokyo (2015)
Osaka City University (2014)

Principal Investigator

山崎 勝也  東京大学, 地震研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,170,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords極高エネルギーガンマ線 / 極高エネルギー宇宙線 / テレスコープアレイ実験 / 国際研究者交流 アメリカ合衆国ユタ州
Outline of Annual Research Achievements

一次粒子のエネルギーが 10の19乗 eV 以上の宇宙線は極高エネルギー宇宙線と呼ばれ、その起源は未だ解明されていない。極高エネルギー宇宙線のエネルギースペクトルや粒子種の測定は既にある程度達成されており、これ以上の大幅な結果の改善はすぐには望めず、この状況を打破するためには新たな視点を取り入れた解析が必要である。そこで本研究ではテレスコープアレイ(TA)実験観測データから極高エネルギーガンマ線・ニュートリノを探索し、その結果を理論モデルなどと比較することで、これまでとは別の視点から極高エネルギー宇宙線の起源を解明することを目的としている。
昨年度に引き続き、TA実験の地表検出器と大気蛍光望遠鏡による同時観測空気シャワー事象を用いて極高エネルギーガンマ線を探索した。解析結果の信頼性向上のため、モンテカルロシミュレーションの統計数を増やし、一次ガンマ線・陽子の検出効率を再計算した。また、この再計算結果を受けてガンマ線の選別基準を改善し、ガンマ線の探索効率を向上させた。更に、系統誤差についてより詳細に検討し、複数存在する高エネルギー相互作用モデルによる系統誤差を考慮するため、高エネルギー相互作用モデル毎のモンテカルロシミュレーションを現在作成中である。
2008年5月から2013年7月までの地表検出器と大気蛍光望遠鏡による同時観測事象を用いた極高エネルギーガンマ線事象探索の結果は、得られた一次ガンマ線候補事象の数は、一次陽子のシミュレーションから期待される誤判定事象数と無矛盾であった。この結果を用いて全粒子スペクトルの内に極高エネルギーガンマ線が占める割合の上限値を得た。これは地表検出器と大気蛍光望遠鏡を用いたハイブリッド法によるものとしては、北半球で初の成果である。
以上の成果を第34回宇宙線国際会議(オランダ、2015年7月)にて発表した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Utah/The State University of New Jersey(米国)

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      2015 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Ewha Womans University/Hanyang University/Yonsei University(韓国)

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      2015 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] the Russian Academy of Sciences/Moscow M.V. Lomonosov State University(ロシア連邦)

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  • [Int'l Joint Research] Universite Libre de Bruxelles(ベルギー)

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      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Study of Ultra-High Energy Cosmic Ray composition using Telescope Array’s Middle Drum detector and surface array in hybrid mode2015

    • Author(s)
      R. U. Abbasi, K. Kawata et al. (The Telescope Array Collaboration)
    • Journal Title

      Astroparticle Physics

      Volume: 68 Pages: 27-44

    • DOI

      10.1016/j.astropartphys.2015.02.008

    • Related Report
      2015 Annual Research Report 2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Northern Sky Survey for Point-Like Sources of EeV Neutral Particles with the Telescope Array Experiment2015

    • Author(s)
      R. U. Abbasi, K. Kawata, et al.
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 804 Issue: 2 Pages: 133-145

    • DOI

      10.1088/0004-637x/804/2/133

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Measurement of the proton-air cross section with Telescope Array's Middle Drum detector and surface array in hybrid mode2015

    • Author(s)
      R. U. Abbasi, T. Nonaka, S. Ogio, H. sagawa, M. Takeda, Y. Tsunesada, S. Udo et al.
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 92 Issue: 3 Pages: 032007-032007

    • DOI

      10.1103/physrevd.92.032007

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      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Search for UHE Photons with the Telescope Array Hybrid Detector2015

    • Author(s)
      K. Yamazaki for the Telescope Array Collaboration
    • Journal Title

      Proceedings of 34th ICRC

      Volume: 356 Pages: 1-8

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Study of Ultra-High Energy Cosmic Ray composition using Telescope Array’s Middle Drum detector and surface array in hybrid mode2015

    • Author(s)
      R.U. Abbasi et al.
    • Journal Title

      Astroparticle Physics

      Volume: 64 Pages: 49-62

    • DOI

      10.1016/j.astropartphys.2014.11.004

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Search for UHE Photons with the Telescope Array Hybrid Detector2015

    • Author(s)
      K. Yamazaki for the Telescope Array Collaboration
    • Organizer
      34th International Cosmic Ray Conference
    • Place of Presentation
      The Hague, Netherlands
    • Year and Date
      2015-07-30
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] TA実験258:ハイブリッド観測事象を用いた極高エネルギーガンマ線事象探索2015

    • Author(s)
      山崎勝也
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] TA実験254:大気蛍光望遠鏡と地表検出器での同時観測事象を用いた極高エネルギーガンマ線探索2014

    • Author(s)
      山崎勝也
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      佐賀大学
    • Year and Date
      2014-09-18 – 2014-09-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] Telescope Array Home Page

    • URL

      http://www.telescopearray.org/

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      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] テレスコープアレイ実験 WEBSITE

    • URL

      http://www-ta.icrr.u-tokyo.ac.jp/

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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