2003 Fiscal Year Annual Research Report

チベットにおける高エネルギー宇宙ガンマ線・宇宙線の研究

Research Project

Project/Area Number	14340070
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	湯田利典東京大学, 宇宙船研究所, 名誉教授 (60092368)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山本嘉昭甲南大学, 理工学部, 教授 (70068112) 大西宗博東京大学, 宇宙船研究所, 助手 (10260514) 瀧田正人東京大学, 宇宙船研究所, 助教授 (20202161) 堀田直己宇都宮大学, 教育学部, 助教授 (60157039)
Keywords	チベット / 高エネルギーガンマ線 / knee / 太陽の影 / 太陽磁場 / 空気シャワー / 空気シャワーアレイ / 活動的天体
Research Abstract	中国と共同で、チベットのヤンパーチン高原(標高4300m)に面積36900平方メートルの高密度空気シャワーアレイを設置し、1)TeV以上の高エネルギーガンマ線を放射する活動的天体の探索と観測、2)Kneeエネルギー領域の一次宇宙線のエネルギースペクトルの観測、及び3)銀河宇宙線による太陽の影の観測を行い、高エネルギー宇宙線の起源と加速の問題、及び太陽近傍磁場構造の研究を行っている。 1999年秋に545台のシンチレーション検出器を7.5m間隔の碁盤目状に配置した総面積22000平方メートルの空気シャワーアレイを建設し、データの取得を開始した。2002年秋には、この装置に190台の検出器を増設し、総面積を36900平方メートルに拡張した。2003年の秋に、装置周辺にさらに検出器を増設し、検出器総数796台の高精度空気シャワーアレイ(Tibet-IIIアレイ)を完成させた。この装置は入射エネルギーが約2TeV以上の宇宙線の到来方向を1度以下の高精度で観測できる世界最高感度の空気シャワーアレイである。この装置で得られた結果は、昨年7月筑波で開催された第28回国際会議で発表された。今年度新たに得られた主要な結果は、○Tibet-IIIアレイのデータを使ってknee領域の一次宇宙線全粒子のエネルギースペクトルを求めた。スペクトルの折れ曲がりは3000TeV近辺にあり、変化は緩やかである。この領域の標準的なエネルギースペクトルとして高い評価を得た。 ○1000TeV以上のエネルギー領域での一次宇宙線陽子成分のエネルギースペクトルを求めた。結果は2000年のバースト実験による結果とスムースにつながり、直接観測のデータと組み合わせると一次陽子のスペクトルの折れ曲がりは100TeV近辺になる。この結果と全粒子スペクトルの結果から、kneeを作る宇宙線成分は鉄核など重い粒子であると結論できる。これは超新星残骸での宇宙線衝撃波加速を強く示唆している。 ○地球は秒速30kmの速度で太陽の周りを公転運動しているが、この運動に伴う宇宙線強度の見かけの異方性(Compton-Getting effect)が高精度で観測され、その異方性がエネルギーに依存していることが分かった。これは新しい結果であり、その物理的理由を検討している。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] M.Amenomori et al.: "The energy spectrum of cosmic rays around the knee region observed with the Tibet air shower array"Proceedings of the 28th International Cosmic Ray Conference, Tsukuba, 2003. 1・1. 143-146 (2003)
[Publications] M.Amenomori et al.: "Primary proton spectrum in the knee observed with the Tibet hybrid experiment"Proceedings of the 28th International Cosmic Ray Conference, Tsukuba, 2003. 1・1. 107-110 (2003)
[Publications] X.W.Xu et al.: "An experiment to measure the energy spectra of primary protons, heliums and heavy nuclei at a high altitude"Journal of Physics G : Neuclear and Particle Physics. 29. 719-735 (2003)
[Publications] M.Amenomori et al.: "Observation of multi-TeV diffuse gamma rays from the Galactic plane with the Tibet air shower array"The Astrophysical Journal. 580・2. 887-895 (2002)
[Publications] 湯田利典: "チベットにおける高エネルギー宇宙線の研究"日本物理学会誌. 57・7. 483-491 (2002)
[Publications] 湯田利典: "銀河宇宙線がつくる"太陽の影"と太陽活動"天文月報. 95・8. 391-398 (2002)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

チベットにおける高エネルギー宇宙ガンマ線・宇宙線の研究

Principal Investigator

湯田 利典 東京大学, 宇宙船研究所, 名誉教授 (60092368)

Research Products

[Publications] M.Amenomori et al.: "The energy spectrum of cosmic rays around the knee region observed with the Tibet air shower array"Proceedings of the 28th International Cosmic Ray Conference, Tsukuba, 2003. 1・1. 143-146 (2003)

[Publications] M.Amenomori et al.: "Primary proton spectrum in the knee observed with the Tibet hybrid experiment"Proceedings of the 28th International Cosmic Ray Conference, Tsukuba, 2003. 1・1. 107-110 (2003)

[Publications] X.W.Xu et al.: "An experiment to measure the energy spectra of primary protons, heliums and heavy nuclei at a high altitude"Journal of Physics G : Neuclear and Particle Physics. 29. 719-735 (2003)

[Publications] M.Amenomori et al.: "Observation of multi-TeV diffuse gamma rays from the Galactic plane with the Tibet air shower array"The Astrophysical Journal. 580・2. 887-895 (2002)

[Publications] 湯田 利典: "チベットにおける高エネルギー宇宙線の研究"日本物理学会誌. 57・7. 483-491 (2002)

[Publications] 湯田 利典: "銀河宇宙線がつくる"太陽の影"と太陽活動"天文月報. 95・8. 391-398 (2002)

湯田利典東京大学, 宇宙船研究所, 名誉教授 (60092368)

[Publications] 湯田利典: "チベットにおける高エネルギー宇宙線の研究"日本物理学会誌. 57・7. 483-491 (2002)

[Publications] 湯田利典: "銀河宇宙線がつくる"太陽の影"と太陽活動"天文月報. 95・8. 391-398 (2002)