2019 Fiscal Year Research-status Report
新型原子核乾板検出器を用いた宇宙線ミューオンの全方位運動量スペクトルの測定
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18K13564
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
北川 暢子 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 研究員 (20727911)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 飛跡検出器 / 宇宙線観測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙線イメージングは、近年日本国内だけでなく海外でも活発に研究・実用化されている技術である。申請者が所属する研究室では、原子核乾板という検出器を用いてミューオンを検出する。この20年の原子核乾板の基板は200μm前後のプラスチック製のものを主流として使用してきたが、近年角度精度や位置精度を高めるために500μmのプラスチックやガラスの基板を使用した原子核乾板を作製するようになり、性能評価後、宇宙線イメージングの研究に実用化されている。
イメージングの対象物としては数mから数10mの厚さの構造物を対象とすることもあり、数100MeV～20GeV程度のエネルギー領域の宇宙線ミューオンのフラックスの値が密度を算出する上で重要になる。しかし、この領域は観測データが少なくモデルによる不定性も大きいことから、このエネルギー帯の地上でのミューオンのフラックの観測を行うことが本研究の目的である。2019年度は、特に観測データが殆どなくモデルによるフラックスのバラつきも大きい1GeV以下のフラックスの理解のために、水中での宇宙線の観測を行った。原子核乾板を50cm毎に水深3ｍまで設置して約500MeV以下の宇宙線フラックスを測定した。400MeV以下の領域でミューオンだけでなく、電子の混入の可能性が高いと推定される結果が得られた。また、2018年にKEKの標準磁場発生装置内（1.5T相当）で原子核乾板検出器（ここではCESという）に照射した宇宙線のデータの解析を行って天頂角0°から30°までの飛跡の再構成を行った。2020年度は、CES全体の検出器構成の再検討を行い、テスト機の作製と宇宙線の観測を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
水中での宇宙線フラックスのデータ解析結果から400MeV以下の低エネルギー領域で電子の混入の可能性が考えられたため、磁場を使った運動量測定を行うCESのシステムで観測対象のエネルギー帯を再検討する必要があった。また、原子核乾板部分のデザインや磁場の強度の再検討と（永久）磁石の再選定を行う必要が生じたため、永久磁石を用いたCESのテスト機の作製に至らなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
水中での実験で得られた電子の混入の可能性を考慮した低エネルギー領域のフラックスの理解と、CESで測定するエネルギー領域の再検討と検出器構成の再検討を行った上で、永久磁石と新型原子核乾板を用いたCESのテスト機の作製並びに宇宙線の観測を行う。
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| Causes of Carryover |
経費の大部分を占める永久磁石の購入について、水中での宇宙線フラックスの測定結果からCESの検出器全体の再検討が生じたため、磁石の購入手続きが遅れた。
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