2021 Fiscal Year Annual Research Report
Search for cosmic PeV particle accelerators using a new cosmic-ray observatory in Andes highland
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19H00678
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
さこ 隆志 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (90324368)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日比野 欣也 神奈川大学, 工学部, 教授 (80260991)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 銀河宇宙線 / ガンマ線天文学 / 粒子加速 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙を飛び交う高エネルギーの粒子「宇宙線」は、銀河系内の天体でも10^15電子ボルト以上に加速されていると考えられている。一方、加速天体はいまだに明らかになっておらず、宇宙物理学上で最大の謎のひとつである。10^15電子ボルトの粒子が天体周辺の物質にぶつかると、10^14電子ボルトのガンマ線が生成される。発生源から直進して飛来するガンマ線を検出することで10^15電子ボルト加速天体を特定できる。 本研究では、南米ボリビアの標高4700mのチャカルタヤ山中腹に建設された新しい空気シャワー検出器に、地下ミュー粒子検出器を設置することで、世界で初めての南天での10^14電子ボルトガンマ線放射天体を探索する。南半球からは、銀河系中心付近に存在する超巨大ブラックホールや 、超新星残骸、パルサーなど、多様な候補天体が観測可能で、初発見から系統的研究につなげる。
前年度予算の繰越しで2022年6月に設置が完了した地上検出器について、当該年度予算で8-9月に現地を訪問し装置の運転を開始した。97台の検出器に光電子増倍管を設置し、光漏れ、破損ケーブルの交換等を行い、9月はじめに最初の空気シャワーデータの取得に成功した。日本からの遠隔モニタによって装置の運転状況を確認できる。11月に再度現地を訪問し、地下ミュー粒子検出器設置に向けた入札等の学内手続きについて手順を確認した。
現地訪問ができない期間中にすすめていたモンテカルロシミュレーションによる装置性能について、論文として発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
地上検出器の運転が開始した。地下ミュー粒子検出器の製作、設置に関する議論が進んでいるが、製作開始は最終年度に持ち越された。一方、地上検出機拡張のための追加シンチレータの確保に成功し、当初予定よりも地上部分の性能向上が見込めることになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
地上検出器によるデータ取得を継続し、荷電粒子宇宙線による性能評価と、異方性等の物理解析に着手する。また、天体によっては地上検出器のみで数10TeV領域でのガンマ線放射を検出できる可能性があるため、ガンマ線天体の解析も進める。
最終年度には地下ミュー粒子検出器の製作を開始し初期データを取得する。
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