| Project/Area Number |
21K03596
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
水村 好貴 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (40711982)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 宇宙線 / ガンマ線カメラ / 電子・陽電子対生成 / MeVガンマ線 / コンプトンカメラ / 気球実験 / イメージング分光 |
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| Outline of Research at the Start |
宇宙線は銀河系内において光子や星間磁場などと同等レベルのエネルギー密度を持ち、銀河系を構成する主な要素である。しかし、その起源や加速現場は未知な部分が多く、人類は銀河系の主要な構成要素のことを詳しく知らない。気球実験で得た宇宙ガンマ線観測データに対して、原子核・素粒子実験の知識を応用した解析技術を適用し、宇宙線と星間物質の相互作用で生じるガンマ線から間接的に宇宙線の存在現場を特定してその起源に迫る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，低エネルギー宇宙線の起源を解明するため，宇宙線と星間物質の相互作用で生ずるC-12およびO-16からの脱励起ガンマ線（4.44 MeVおよび6.13 MeV）の銀河面マップを作成し，評価することで低エネルギー宇宙線の存在現場を特定する研究である。近年のX線観測では超新星残骸等で宇宙線密度が1桁程度高いことが示唆されており，この示唆結果と相補的な手段による本研究での確認が期待されている。
2018年に豪州で高度40 kmに気球飛翔したSMILE-2+実験のフライトデータが存在し，本研究ではこのデータでまだ十分な解析が行われていない電子・陽電子対生成事象について，その解析方法の構築・評価から行い，数MeV帯域のガンマ線マップを得て，局所的でない大局的な低エネルギー宇宙線の起源について解明を目指している。天文学会，物理学会，宇宙科学技術連合講演会などの研究集会で本研究に関連する近隣分野の情報収集および意見交換を行いつつ，解析手段として原子核・素粒子実験分野で古くから用いられているHough変換を用いた手法を適用し，電子・陽電子対生成事象の候補イベントにHough変換を適用するための基礎的な情報収集および解析コードの試作・開発，その候補事象の選別能力や解析コードによる事象再構成の精度を評価するために必要なシミュレーション開発を継続して進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
Hough変換を適用して電子・陽電子対生成事象の候補イベントを弁別するソフトウェアの開発と，事象の選別能力や再構成の精度を評価するために必要なシミュレーションの開発を進めているが，研究代表者のその他の業務の多忙により，特性評価および再構成性能の評価はまだ十分とは言えず，フライトデータでの銀河面マップの描画など低エネルギー銀河系内宇宙線の起源につながる解析に至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
事象解析コードの開発を加速させ，ガンマ線入射による電子・陽電子対生成事象のシミュレーションと比較して性能評価を行う。再構成精度を評価しつつトレードオフを考慮した解析条件とその将来発展性を検証し，フライトデータでの銀河面マップの描画を行い，低エネルギー宇宙線の起源の議論を行う。
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