2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K05382
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
森 正樹 立命館大学, 理工学部, 教授 (80210136)
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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 天体ガンマ線 / 暗黒物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
国際宇宙ステーションの「きぼう」曝露部に設置された宇宙線観測装置CALETのデータを解析し、天体ガンマ線を荷電粒子事象から選別し、そのエネルギーや方向を再構成して、銀河中心方向などからの暗黒物質の信号、特に重い（数百GeV～数TeV）未知粒子（Weakly Interacting Massive Particles, WIMPs）の対消滅から生じる特徴的な信号を探索し、暗黒物質の正体の解明を目指している。
本年度は早稲田大学やルイジアナ州立大学の共同研究者とともにCALETカロリメータの観測データを用いたガンマ線の解析方法を確立し、フライトデータから銀河系拡散ガンマ線やCrab, Vela, Gemingaなどの天体を解析し、フェルミ衛星で得られていた結果と矛盾のない結果を得た。この方法を用いて、CALETの天体ガンマ線の観測性能を検証する論文と、重力波イベントのガンマ線対応天体を探索して上限値を求めた論文を学術誌に投稿した。
また、CALETの主目的である宇宙線電子は、荷電を持つ以外ガンマ線と同様の電磁相互作用による粒子シャワーとして観測されるため、解析方法には共通点が多い。宇宙線電子の3.5 TeVまでのエネルギースペクトルを求めた論文に貢献した。CALETに搭載されているガンマ線バーストモニターによる熱的成分の観測の論文にも貢献した。
データ解析と平行して行っていた、カルーツァ・クライン理論の予言する粒子が暗黒物質となっている場合に銀河中心からのガンマ線スペクトルに現れる信号の可能性を理論的に検討した論文を学術誌に発表した。
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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
初年度は実際のCALET観測データの解析方法を確立し、シミュレーションとの比較を行って方法を検証し、第二年度は宇宙線事象からガンマ線イベントを識別することに成功した。本年度はシミュレーションと観測データとの詳細な比較が可能となり、共同研究者とともに二つの論文を学術誌に投稿することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
CALETの観測データが暗黒物質信号を含んでいる可能性について慎重に検討していく。特に重いWIMPs信号の探索には、高エネルギー領域におけるガンマ線の荷電宇宙線からの識別効率を高めるための解析方法の一層の改善が必要である。
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| Causes of Carryover |
（理由）
出席した韓国で開かれた国際会議の出張費用が見込みより安価であったため、使用予定を変更することとなった。次年度に成果発表のために出席予定の国際会議は滞在費用が都市部のためやや高額になることももあり、本年度の残額と合わせて使用することで支障がなくなる見込みである。
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