2019 Fiscal Year Research-status Report
シリカエアロゲルによる高エネルギー宇宙線同位体比の精密測定：宇宙線伝播機構の解明
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18K03666
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
田端 誠 千葉大学, 大学院理学研究院, 特任研究員 (10573280)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | シリカエアロゲル / チェレンコフ輻射体 / リングイメージングチェレンコフ検出器 / 屈折率 / 透過率 / 宇宙線 / HELIX |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、南極周回気球に搭載する一次宇宙線測定器により、主にベリリウムの同位体比を精密測定し（HELIX実験）、宇宙線の伝播機構の理論モデルを検証する。荷電粒子の速度測定装置であるリングイメージングチェレンコフ検出器において、屈折率が1.15-1.16の疎水性シリカエアロゲルのタイル（大きさ10 cm × 10 cm × 1 cm）を32枚用いた輻射体を開発する（検出器の較正のため、4枚分は他の物質を用いることにしたので当初の36枚から減じる）。
2018年度までに大きさ11 cm × 11 cm × 1 cmのエアロゲルタイル96枚の量産を完了し、約80%の歩留まりでひび割れのないタイルを得た。光学的な初期性能評価の結果、本実験に用いるチェレンコフ輻射体としての要求を満たすことを確認した。
2019年度は、11 cm × 11 cmサイズのエアロゲルタイルを10 cm × 10 cmサイズにウォータージェットカッターでトリミングする際、タイルへのダメージを許容できる範囲まで減じることに成功した。全57枚のタイルをトリミング加工した。次いでタイルをアルミフレームへ接着固定する方法を確立し、良好にトリミングできたタイル50枚をフレームに格納した。これらは実機に搭載する輻射体候補として、さらに詳細な特性評価のための測定に向けて、カナダの共同研究機関へ輸送した。現在、光学的および形態的な詳細測定を順調に進めている。本実験に向けて、チェレンコフ輻射体の製作は新規開発要素の多い重要項目であったが、実装の目途を立てることに成功した。
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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
世界的なヘリウム不足により、南極周回気球を運用する米航空宇宙局からフライトの1年延期が通達されたが、搭載測定器の準備は順調に進めてきた。より詳細に測定器の地上較正データを取得しながらフライトに備えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
詳細な特性評価の結果をもとに、50枚のエアロゲルタイルから32枚の実機搭載分を選択する。エアロゲル輻射体のチェレンコフ検出器への組み込みを進め、光検出器の準備が整い次第、動作確認を行う。
不可抗力により本研究期間中に南極気球フライトが実施されないことになった。地上にて測定器の性能を評価し、フライトが実施された際に所期の目的を達成し得るかの検証に注力する。
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[Journal Article] Production of Silica Aerogel Radiator Tiles for the HELIX RICH Detector2019
Author(s)
P.Allison, J.Beatty, L.Beaufore, Y.Chen, S.Coutu, E.Ellingwood, M.Gebhard, N.Green, D.Hanna, B.Kunkler, S.Mognet, R.Mbarek, K.McBride, K.Michaels, D.Muller, J.Musser, S.Nutter, S.O'Brien, N.Park, T.Rosin, E.Schreyer, G.Tarle, M.Tabata*, A.Tomasch, G.Visser, S.Wakely, T.Werner, I.Wisher, M.Yu
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Journal Title
Proceedings of Science
Volume: 358
Pages: 139
Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Cosmic-ray Isotope Measurements with HELIX2019
Author(s)
P.Allison, J.Beatty, L.Beaufore, Y.Chen, S.Coutu, E.Ellingwood, M.Gebhard, N.Green, D.Hanna, B.Kunkler, I.Mognet, R.Mbarek, K.McBride, K.Michaels, D.Muller, J.Musser, S.Nutter, S.O'Brien, N.Park*, T.Rosin, E.Schreyer, G.Tarle, M.Tabata, A.Tomasch, G.Visser, S.Wakely, T.Werner, I.Wisher, M.Yu
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Journal Title
Proceedings of Science
Volume: 358
Pages: 121
Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The Design and Construction of the HELIX RICH Detector2019
Author(s)
P.Allison, J.Beatty, L.Beaufore, Y.Chen, S.Coutu, E.Ellingwood, M.Gebhard, N.Green, D.Hanna, B.Kunkler, I.Mognet, R.Mbarek, K.McBride, K.Michaels, D.Muller, J.Musser, S.Nutter, S.O'Brien, N.Park, T.Rosin, E.Schreyer, G.Tarle, M.Tabata, A.Tomasch, G.Visser, S.Wakely, T.Werner, I.Wisher*, M.Yu
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Journal Title
Proceedings of Science
Volume: 358
Pages: 152
Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Calibration of the Aerogel Tiles for the HELIX RICH2019
Author(s)
P.Allison, J.Beatty, L.Beaufore, Y.Chen, S.Coutu, E.Ellingwood, M.Gebhard, N.Green, D.Hanna, B.Kunkler, I.Mognet, R.Mbarek, K.McBride, K.Michaels, D.Muller, J.Musser, S.Nutter, S.O'Brien, N.Park, T.Rosin*, E.Schreyer, G.Tarle, M.Tabata, A.Tomasch, G.Visser, S.Wakely, T.Werner, I.Wisher, M.Yu
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Journal Title
Proceedings of Science
Volume: 358
Pages: 133
Open Access / Int'l Joint Research
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