2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study of origins and propagation of very high energy cosmic rays with detailed measurements in the wide energy range
| Project/Area Number |
19H05607
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
荻尾 彰一 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (20242258)
|
|---|
| 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)
多米田 裕一郎 大阪電気通信大学, 工学部, 講師 (90467019)
冨田 孝幸 信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (70632975)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-06-26 – 2024-03-31
|
| Keywords | 宇宙線 / 化学組成 / 宇宙線の起源 / 銀河系 / 銀河間空間 / 宇宙物理 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
TALE実験SDアレイは故障による観測中断はあったものの、2019年9月から現在まで定常観測を継続しており、平均稼働SD75台、イベントレートは毎分約3イベントで安定運用されており、2020年度末までに当初予定を7倍超上回る80万イベント（モードエネルギー10^17.0 eV）を記録した。TALE実験FDは2020年1月までに当初予定を5倍超上回る6万以上のハイブリッドイベント（モードエネルギー10^16.9 eV）を収集した。
TALE実験FDのみの観測（単眼観測）によるデータ解析結果として、化学組成決定の指標であるシャワー最大発達深さ「Xmax」の測定結果を2021年にAstrophysical Journalに発表した。
TALE実験FDとSDによるハイブリッド観測のためのデータ解析プログラムの開発は完了しており、予備的解析結果を2021年春の日本物理学会で発表した。TALE実験SDアレイのデータ解析プログラムの開発も完了しており、性能評価を含む予備的解析結果を2021年春の日本物理学会で発表した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究実績でも述べたように、TALE実験SDアレイは故障による観測中断はあったものの、2019年9月から現在まで定常観測を継続しており、平均稼働SD75台、イベントレートは毎分約3イベントで安定運用されており、2020年度末までに当初予定を7倍超上回る80万イベント（モードエネルギー10^17.0 eV）を記録した。TALE実験FDは2020年1月までに当初予定を5倍超上回る6万以上のハイブリッドイベント（モードエネルギー10^16.9 eV）を収集した。
しかし、新型コロナウィルス感染症の拡大を受けて新規設置SDの設置点調査、SDの製作が遅れ、2021度にずれ込んでしまった。これらの点から上記達成度を選択した
|
| Strategy for Future Research Activity |
地表検出器(SD)本体は、これまでTA実験、TALE実験、TA×4実験同様これまでの経験を踏まえ、東京大学宇宙線研究所明野観測所(山梨県北杜市)の大実験室において2021年夏に製作作業を予定している。製作場所となる実験場の配置の 最適化、製作マニュアルの整備も完了している。
2021年4月からSD設置点の調査を開始し、2021年度内の新規SDの設置、および TALE実験SDのバッテリー交換による電源更新を完了したい。新規SDの設置点をユタ州政府の管理下、すなわちローカルな行政府の管轄下にある領域に選んだ。これによって各種調査や許認可が、連邦政府管理下に比べて、素早く進むものと期待している。
本研究で建設するSD５０台からなる高密度アレイは2022年3月に稼働開始する予定であり、 本申請研究課題の終了までに2年間データ取得できる見込みである。まずは、日本国内で可能な、データ解析プログラム群の整備・モンテカルロ計算に装置性能の評価など、ソフトウェア関連の準備を進めていく。
TALE実験SDアレイは新型コロナウイルス感染拡大の影響を受けずに定常運用を続けており、2020年度末までに80万イベント、ハイブリッド観測では6万イベントを収集している。これらのデータの解析を進めており、2021年7月に開催される第37回宇宙線国際会議をはじめ、 国内外の研究集会で、エネルギースペクトル・化学組成・到来方向異方性(大規模異方性、周期解析、銀河面異方性、超銀河面異方性など)についての、予備的な解析結果を公表する。本申請研究の4年経過の時点、すなわち2022年度末には、20万ハイブリッド事象(最頻エネルギー10^15.5 eV)、 240万SD事象(最頻エネルギー10^15.5eV)が期待される。2023年半ばに開催が予定されている第38回宇宙線国際会議をはじめ、国内外の学会で成果を公表する。
|
