2018 Fiscal Year Annual Research Report
Exploring energy spectrum anisotropies in ultra-high energy cosmic rays with the Telescope Array
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18H03705
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
常定 芳基 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (50401526)
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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, 准教授 (50506714)
冨田 孝幸 信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (70632975)
多米田 裕一郎 大阪電気通信大学, 工学部, 講師 (90467019)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 宇宙線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はエネルギー10の18電子ボルト (eV) 以上の宇宙線である「超高エネルギー宇宙線」の起源天体同定を目指し、米国ユタ州に建設された宇宙線望遠鏡実験 (Telescope Array, TA)、およびその拡張実験である TAx4 実験を遂行した。TA実験は安定に稼働しており、地表検出器は約95%の、大気蛍光望遠鏡は約12%の稼働率で運転されている。データ解析では、宇宙線のエネルギースペクトル、質量組成、および到来方向の異方性について詳細な解析を行った。このうち宇宙線のエネルギースペクトルでは、TAの視野のうち北側領域である赤緯δ>25°と南側領域である赤緯δ<25°の領域でスペクトル形状が異なることを示唆する結果を得ており、その成果は論文投稿中である。また宇宙線の質量解析では、エネルギーlog(E/eV) = 18.2 - 19.4の範囲において "light" な原子核が卓越しているとの結果を発表した。また南半球における超高エネルギー宇宙線観測実験である Pierre Auger Observatory (Auger) との合同ワーキンググループを設置し、両者の実験結果の詳細な比較、この分野の現状と方向性をレビューし、国際会議 UHECR2018（2018年パリ）で報告した。結果はその他多数の国際会議
（うち招待講演23件）、および８編の査読付き論文として発表した。
TAx4 は2018年度に検出器製作、米国への輸送、実験サイトへの設置を完了させて観測を開始する予定であったが、米国の政府シャットダウン等の影響を受け、検出器設置は2019年3月へずれ込んだため観測開始は2019年度に持ち越しとなった。
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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
TA実験は順調に稼働しており、データ解析や成果公表も活発に行われている。TAx4 は米国政府シャットダウン（2018年12月-2019年1月）の影響を受け、検出器設置作業が2019年3月にずれこみ、観測開始に至らなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
TA実験を確実に遂行するとともに、TAx4 の検出器設置を完了させ、観測を開始して統計量の大幅増を測る。週１回の "Operation meeting" と題した実務者による実験遂行状況のネット報告会議を通し、両実験の円滑な進展をはかる。データ解析では、本研究の主眼である「宇宙線スペクトルの方向依存性」に重点的に進め、月１回の "Analysis meeting" と題した解析会議では、全共同研究者によるネット会議によって議論を深める。成果は随時国際会議で発表するが、特に２年に１回開催され2019年7-8月に予定されている宇宙線国際会議 (ICRC2019、米国）での成果発表を重視する。
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