2023 Fiscal Year Annual Research Report
Improving the gamma-ray detection sensitivity of the Cherenkov Telescope Array to discover dark matter and Galactic PeVatrons
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18KK0384
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
奥村 曉 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 講師 (90645011)
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2019 – 2023
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| Keywords | 宇宙線物理学 / ガンマ線天文学 / 半導体光検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では2つの研究活動を進めた。1つ目はドイツのマックスプランク核物理学研究所（MPIK）との共同研究により半導体光検出器SiPMを用いたガンマ線望遠鏡用の焦点面カメラを開発することである。次世代の地上ガンマ線望遠鏡計画CTAの小口径望遠鏡でこの焦点面カメラを使用することにより、銀河系内の宇宙線加速天体の発見が期待されている。本研究ではMPIKへの長期滞在を3回に渡り実施し、焦点面カメラ試作機の性能試験、ソフトウェア開発を国際共同で行った。また名古屋大学では焦点面カメラの構成要素、特に半導体光検出器の性能試験やシミュレーションを行った。2つ目の研究は、CTAの大口径望遠鏡によるガンマ線観測およびMAGIC望遠鏡によるガンマ線観測である。この目的のため、スペイン・ラパルマ島に設置されている両望遠鏡の観測に参加した。またコロナ禍の間は海外研究機関への渡航が制限されたため、研究費の一部を技術補佐員の雇用経費にすることで実験室で進められる装置性能評価などを行った。またラパルマ島への渡航の代わりにオンラインによるガンマ線観測体制の構築を進め、長期出張の代替手段として研究遂行を継続した。以上の研究により、CTA小口径望遠鏡の焦点面カメラの設計や性能評価を終え、試作機開発の段階から量産の直前の段階にまで技術開発を進めることができた。このうち2023年度は、月光下でのガンマ線観測を見据えた大光量下でのSiPMの特性評価、多層膜コーティングを用いた大気チェレンコフ光の集光性能向上、CTA小口径望遠鏡の光学系シミュレーション、ガンマ線観測データの新しい解析手法の提案など、国際会議や物理学会などで成果報告を行った。
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