2019 Fiscal Year Annual Research Report
Preparatory study for the measurement of electrons and positrons in the TeV region using the Cherenkov Telescope Array
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17K14275
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大石 理子 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (10420233)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 解像型大気チェレンコフ望遠鏡 / ハドロン相互作用 / 宇宙線電子スペクトル / 超高エネルギーガンマ線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き、CTAでの宇宙線電子及びガンマ線測定に対するハドロン相互作用モデルの不定性の影響の調査を行った。主要サイエンスであるガンマ線関連の研究はCTA全体にとってより意義が大きいため、当初の研究主題から少し遠くなるが、ガンマ線に対する検出感度への相互作用モデルの影響に重点を置いた。モデル間の差異の原因を特定、確認するため、CTAの装置応答を含んだシミュレーションと空気シャワーの生成物飛跡情報のシミュレーションの両方を大気プロファイル等の条件を揃えて4つの相互作用モデル(QGSJET-II-03, QGSJET-II-04. EPOS-LHC, SIBYLL2.3c)について行い、またCTAアレイの陽子データについては、モデルごとの生成数を合計で1.2x10^11に増やしてイベント統計を改善した。
感度曲線を決定する要因はエネルギー帯ごとに異なり、最も相互作用モデル間の違いが大きく見えるのは、残存陽子雑音の統計揺らぎに対する信号数の有意度が決定要因である 1 - 30 TeV領域で、EPOS-LHCとQGSJET-II-03の間で30%程度の無視できない感度の違いがあることが分かった。また、空気シャワー粒子の電磁成分比率の解析からは、現状のEPOS-LHCモデルにはエネルギー依存性があり、TeV以下の低エネルギー帯ではSIBYLL2.3cの方が雑音量が多くなること(ただしこの転換点は望遠鏡の性能と解析手法のハドロン排除率に強く依存する）が示唆されていたが、このエネルギー依存性の傾向はCTAのイメージ解析のみの結果からも確認され、二つのシミュレーションの結果には矛盾がなく、またIACTがハドロン相互作用検証に対して有力な検出器であることも示された。これらの結果については日本物理学会での口頭発表１件、国際会議(TAUP2019)での口頭発表一件を行っている。
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[Presentation] CTA報告156: CTAのガンマ線感度推定におけるハドロン相互作用モデルの不定性の影響の評価2019
Author(s)
大石理子, Luan Arbeletche, Vitor de Souza, Gernot Maier, Konrad Bernloehr,Abelardo Moralejo, Johan Bregeon, Luisa Arrabito, 吉越貴紀, 奥村曉, 折戸玲子, 片桐秀明, 櫛田淳子, 郡司修一, 斎藤隆之, 榊直人, 千川道幸, 中森健之, 西嶋恭司, 吉田龍生 他CTA-Japan Consortium
Organizer
日本物理学会2019年秋季大会
