2016 Fiscal Year Research-status Report
宇宙線と星間ガスや大気の相互作用終状態を広帯域で再現するシミュレータの開発
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15K05098
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
釜江 常好 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 名誉教授 (90011618)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
奈良 寧 国際教養大学, 国際教養学部, 教授 (70453008)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 宇宙線組成 / 原子核宇宙の相互作用 / 宇宙線空気シャワー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１、宇宙線の電子、陽子、ヘリウム、炭素、窒素、酸素、マグネシウム、シリコン、鉄のスペクトルに、近傍（100光年以内）の連星白色矮星からくる低エネルギーだけの成分と、銀河系由来の高エネルギーまで伸びる成分があることを発見した。（論文準備中）
２、上記の研究の発展として、核子当りの実験室系での運動エネルギーが10TeVまでの領域で、500GeV以下の宇宙線の核種の成分比を、太陽系の観測結果や観測で判っている白色矮星の種別数と照合した。（論文準備中）
３、フェルミ宇宙ガンマ線望遠鏡が観測した、地球に到来する宇宙線が大気最上層部で起こす相互作用とシミュレーションし、実測したスペクトルや確度分布と比較した（FermiLATの会合で発表：非公開）
４、地球に到来する炭素より思い原子核宇宙線が大気最上層部で起こす相互作用で発生させる、破砕原子核の質量分布、確度分布をシミュレーションすると共に、その際発生するガンマ線を予測した。（日本原子力機構小川達夫博士と共同）
５、Pythia8.2を原子核反応で使えるように拡張する作業にとりかかった。SPSエネルギー(核子当たりの重心系でのエネルギー20GeV)までは、核子-核子衝突のインコヒーレントな多重散乱でうまく記述できるが、RHIC以上の高エネルギーでは、原子核効果による粒子生成の抑制効果を取り入れる必要あることがわかった。
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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
釜江が担当している部分は、FermiLATグループのデータを使うため、グループ全体の了承を得ながら論文を執筆している。FermiLATのデータだけで閉じた、陽電子・電子の宇宙線の到来方向の異方性に対する上限値と、陽子や原子核宇宙線が月面に当り発生するガンマ線の観測結果は、論文に発表された。現在は、Fermi-LATやAMS02の結果を使って、低エネルギー宇宙線のかなりの部分が、近傍の白色矮星の連星から到来していると解釈する論文がほぼ完成しつつある。まもなく投稿する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画で未完成の部分、すなわち、地球に到来する炭素より重い原子核宇宙線が大気最上層部の窒素や酸素原子核と相互作用し、発生する破砕原子核の質量分布、確度分布をシミュレーションすると共に、その際発生する原子核ガンマ線を予測すると共に、素核子・核子衝突で発生するパイ中間子などを、研究代表者、研究分担者、研究協力者（日本原子力研究機構小川博士、東北大学小野博士など）で共同で進めて行きたい。
そして、2016年度の成果を、ガンマ線天体物理の最大の国際会議となっている、Fermiシンポジウムで発表する。
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| Causes of Carryover |
破砕原子核の質量分布及び角度分布のシミュレーションを行うためのソフトウェアを平成28年度に購入予定であったが、翌29年度にバージョンアップされたものが発売されることになり、新バージョンのものを購入することにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ソフトウェア購入後、シミュレーションを進め、その結果を解析する。また当初の予定通り論文執筆も進め、29年度の研究成果を取りまとめる。
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