グライセン限界(10^<20>eV)を超える最高エネルギー宇宙線の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12304012
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 手嶋 政廣 東京大学, 宇宙線研究所, 助教授 (40197778)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 林田 直明 東京大学, 宇宙線研究所, 助手 (50114616) ; 戸塚 洋司 東京大学, 宇宙線研究所, 助教授 (40011712) ; 福島 正己 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (30241227) ; 千川 道幸 近畿大学, 理工学部, 助教授 (50179941) ; 吉田 滋 東京大学, 宇宙線研究所, 助手 (00272518)
• Keywords: 超高エネルギー宇宙線 / 3K背景輻射 / チェレンコフ光 / 宇宙線の起源

Research Abstract

東京大学宇宙線研究所明野観測所に位置するAGASAは、過去12年の観測で、グライセン限界(10^<20>eV)を超える宇宙線を10例観測している。宇宙を満たす3K背景輻射と超高エネルギー宇宙線が衝突により光パイオン生成のチャンネルが開くのがこのエネルギーである。この相互作用は宇宙線のエネルギー損失となる。AGASAはこのカットオフエネルギーを超えて宇宙線を測定しており、非常に興味深い。本研究計画では、この実験結果をより確かなものにするために、チェレンコフ・シンチレーション検出器(CRIS---Cosmic Ray Imaging System)を明野中央に設置し、AGASAのエネルギー較正を行おうとするものある。昨年度、今年度で、AGASA上空2ステラジアンを覆うCRIS検出器、大気透明度を測定するライダーシステムが完成し、今年の1月、2月に予備観測をおこなった。現在のところ、まだトリガーが最適化されていない。データとしては1016eV宇宙線によるチェレンコフ光が主に検出されている。(1時間に50例程度)
今後、トリガーを最適化するとともに、継続的に観測を続け、較正データをできる限り多く取得する予定である。

Research Products

• [Publications] M.Teshima 他: "Cluster analysis of extremely high energy cosmic rays in the northern sky"Astro Particle Physics. 13. 151-160 (2000)
• [Publications] M.Teshima 他: "Small-Scale Anisotropy of Cosmic Rays Above 1O^<19>eV Observed with the Akeno Giant Air Shower Array"Astro Physical J.. 522. 225-237 (1999)
• [Publications] M.Teshima 他: "The Anisotropy of Cosmic Ray Arrival Directions around 1O^<18>eV"Astro Particle Physics. 10. 303-311 (1999)
• [Publications] M.Teshima 他: "Extension of the Cosmic-Ray Energy Spectrum Beyond the Predicted Greisen-Zatsepin-Kuz'min Cutoff"Phys. Rev. Letters. 81. 1163-1166 (1998)
• [Publications] M.Teshima 他: "Observations of TeV gamma ray flares from Markarian 501 with the Telescope Array Prototype"Astro Physical J. Letter. 504-2. 71-74 (1998)
• [Publications] M.Teshima 他: "Anisotropy of cosmic-ray arrival direction at 1O^<18>eV observed by AGASA"Proc. Of 27^<th> ICRC Hamburug. 1. 337-340 (2001)