Development of very-light segmented mirrors using chemically strengthened glasses for the CTA Large Size Telescopes

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K17640
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 林田 将明 東京大学, 宇宙線研究所, 特任助教 (60705177)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 高エネルギーガンマ線

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、Dragontrail Xを用いた試作小型鏡を、2.0mm厚、1.3mm厚そして0.7mm厚の３種類を作成し評価テストを実施した。ここから0.7mm厚は耐久性が足りないことに加え、十分な精度にて鏡面を作成するのは難しく、採用は厳しいことが判明した。また、1.3mm厚に関しても、3cmの100gの玉を50cm上から10回落下させる一番厳しい条件の耐久性試験では、前年度と同じく50μm以上の変形が見られた。この条件は要求仕様を超えたものではあるが、安全を考慮し2.0mm厚が必要との結論を得るに至った。また、大きさで辺-辺の幅1.5mの六角形の形状を持つfull sizeの分割鏡の鏡面精度測定として、点光源を曲率半径ほど離れた距離に置き、その反射光が結ぶ像を解析して鏡面精度を評価する『2f法』を採用し測定環境を整えた。反射像の大きさは1mm以下の精度（要求値：33.3mm以下）、鏡の曲率半径は0.2m以下の精度（要求値：56.0-58.4m）にて評価可能なシステムを構築した。加えて、full sizeの分割鏡にてステンレス製の周辺枠の主要部分の厚さを3mmから1.5mmに変更し10%程度(~4kg)の軽量化も施した。この構造にて屋外での使用に際して性能劣化しないことを確かめるために、恒温槽を使った温度変化加速試験(25日間で－20℃から40℃を計65サイクル)と、冬から夏にかけての約半年間の屋外暴露試験を実施し、それぞれの環境試験前後で鏡面精度に有意な劣化が見られないことを2f法により確認した。
本研究から確立した2f法による鏡面精度測定は、現在大量生産中のCTA大口径望遠鏡用分割鏡の品質管理測定の標準方法として用いられており、既に300枚以上の鏡の測定を実施し現在も継続中である。

Research Products

• [Journal Article] First minute-scale variability in Fermi-LAT blazar observations during the giant outburst of 3C279 in 2015 June (2017)
  • Author(s): Masaaki Hayashida, Greg Madejski, Roger Blandford, Katsuaki Asano, Stefan Larsson, for the Fermi-LAT Collaboration, Krzysztof Nalewajko, and Marek Sikora
  • Journal Title: AIP Conference Proceedings Volume: 1792 Pages: 050015
  • DOI: 10.1063/1.4968961
  • Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Minute-timescale >100 MeV γ-Ray Variability during the Giant Outburst of Quasar 3C 279 Observed by Fermi-LAT in 2015 June (2016)
  • Author(s): Ackermann, M.,Anantua, R.,,,Hayashida,M.,,,et al (Fermi-LAT Collaboration, alphabetical order)
  • Journal Title: The Astrophysical Journal Letters Volume: 824 Pages: L20, 8pp
  • DOI: 10.3847/2041-8205/824/2/L20
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] CTA 報告122: CTA大口径望遠鏡の光学性能最適化に向けた分割鏡測定とその配置の検討 (2017)
  • Author(s): 稲田知大、林田将明 他CTA-Japanコンソーシアム
  • Organizer: 日本物理学会2017年年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府、豊中市）
  • Year and Date: 2017-03-17 – 2017-03-20
• [Presentation] CTA 報告 116: CTA大口径望遠鏡用分割鏡性能評価と分割鏡最適化配置にむけたsimulation study (2016)
  • Author(s): 稲田知大、林田将明 他CTA-Japanコンソーシアム
  • Organizer: 日本物理学会2016年秋季大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学 (宮崎県、宮崎市）
  • Year and Date: 2016-09-21 – 2016-09-24
• [Presentation] 大口径望遠鏡初号機建設に向けた光学系最終デザインと品質管理 (2016)
  • Author(s): 林田将明 他CTA-Japanコンソーシアム
  • Organizer: 日本天文学会2016年秋季年会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県、松山市）
  • Year and Date: 2016-09-14 – 2016-09-16
• [Presentation] First minute-scale variability in Fermi-LAT blazar observations during the giant outburst of 3C279 in 2015 June (2016)
  • Author(s): Masaaki Hayashida
  • Organizer: 6th International Symposium on High-Energy Gamma-Ray Astronomy (Gamma2016)
  • Place of Presentation: Heidelberg (Germany)
  • Year and Date: 2016-07-11 – 2016-07-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Very fast gamma-ray variability and Multi-wavelength view of 3C 279 during outbursts in 2013-2015 (2016)
  • Author(s): Masaaki Hayashida
  • Organizer: Blazars through Sharp Multi-Wavelength Eyes
  • Place of Presentation: Malaga (Spain)
  • Year and Date: 2016-05-30 – 2016-06-03
  • Int'l Joint Research / Invited