2015 Fiscal Year Annual Research Report
広エネルギー領域の精密測定で探る超高エネルギー宇宙線源の進化
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15H05741
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
荻尾 彰一 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (20242258)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹田 成宏 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (40360581)
有働 慈治 神奈川大学, 工学部, 助教 (50506714)
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| Project Period (FY) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 宇宙線 / 最高エネルギー宇宙線 / 粒子線天文学 / 粒子加速 / 高エネルギー天体 / 宇宙線化学組成 / 銀河磁場 / 銀河間磁場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１ 地表検出器（SD）用エレクトロニクスの開発と製作：テレスコープアレイ実験（TA実験）で用いられているSDエレクトロニクスの無線LANモジュール部を改良した本課題、すなわちTALE実験用SDのための新型エレクトロニクスの開発を荻尾を中心に進めた。現地での動作試験を完了したので、量産を開始した。
２ TALE-SD400m空気シャワーアレイによる宇宙線観測：TALE-SDアレイは現在16台稼働しており、観測を継続している。竹田を中心に、運用の継続、データ解析プログラムおよびシミュレーションプログラムの開発が進められている。
３ SDの製作：Geant4を用いた詳細なシミュレーション計算とSD試作機実機による試験観測を並行して行った性能評価の結果、製作・設置。運用にかかる費用の点も考慮して、TALE実験ではTAx4実験（TA実験の４倍拡張計画で、平成27年度から特別推進研究を受けて実施中）と全く同じデザインのSDを使うことを決断した。平成27年度はこの新型SDの架台の製作から始めた。SD検出器は10年以上もの期間メンテナンス無しに動作するという堅牢性・耐環境性が求められる。また自然保護の観点から環境に与える影響ができるだけ小さいという環境性能も同時に求められる。さらに空中輸送で設置されることから軽量でなければならない。これらの性能を満たす架台を特注し、製作した。また項目１のエレクトロニクスの製作も開始した。これら製作については荻尾と有働が分担してあたっている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
１ SD用エレクトロニクスの開発と製作：当初、平成27年度にSDエレクトロニクス35台を完成させ、同年度中に35台のSDからなるシャワーアレイの運用を開始する計画であったが、完成しなかった。これはエレクトロニクスの開発、中でも現地での試験の完了が遅れたためであった。しかし、このことは申請書の研究計画・方法にも記述したように想定の範囲内であり、量産を始めることもできているので問題ではないと考えている。
２ TALE-SD400m空気シャワーアレイによる宇宙線観測：TALE実験の大気蛍光望遠鏡、SDアレイ（現在16台であるが）は順境に稼働して観測を継続している。データ解析プログラムおよびシミュレーションプログラムの開発も進められ、解析結果も順次発表されており、順調である。
３ SDの製作：シミュレーション計算とSD試作機実機による試験観測を並行して性能評価を完了している。また、新規設置SDの設置許可を完全に得ることができた。この点では予想以上に進展している。平成27年度はこの新型SD本体の製作も始めることができ、この点でも想定以上の進展があった。
以上の点から、全体をならすとおおむね順調に進展しているとみることができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
１ SD用エレクトロニクスの製作：現地での動作試験を完了したので、量産が始まっている。平成28年度中には50台を完成させる。
２ TALE-SD400m空気シャワーアレイによる宇宙線観測：TALE-SDアレイは現在16台稼働しており、観測を継続しているが、①で製作するエレクトロニクスを用いて35台にまで拡げる。これには竹田を中心に、荻尾、本研究で雇用される博士研究員らが協力してあたり、運用は共同研究者で分担する。
３ SDの製作：平成28年度から２年間をかけてSDを45台を製作する。平成28年度にはまず22台を製作し、その後ユタ州デルタのユタ大学附属宇宙線センターに輸送し、そこで空気シャワーアレイとしての動作試験を実施する。検出器の製作は有働が中心に全ての共同研究者が参加して東京大学宇宙線研究所明野観測所で実施する。宇宙線センターでの試験は竹田が主導する。
４ データ解析：平成28年度に運用が始まるTALE-SD400mアレイは10の16.5乗電子ボルト付近という比較的低エネルギーに感度があるので、このためのシミュレーションを進め、解析プログラムを準備する。電子線形加速器を用いたエネルギー較正も実施する。
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