Study of the cosmic-ray acceleration and propagation with the direct observation of high-energy galactic cosmic-rays

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K22352
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0203:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: AKAIKE Yosui 早稲田大学, 理工学術院, 主任研究員(研究院准教授) (70726744)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2022-03-31
• Keywords: 宇宙線近傍加速源 / 宇宙線電子 / 国際宇宙ステーション / 衝撃波加速 / 銀河内伝播 / 宇宙線原子核

Outline of Final Research Achievements

The goals of this study are to search for possible nearby cosmic-ray sources and dark matter signature with the precise measurement of the electron and positron spectrum with the CALET (CALorimetric Electron Telescope) on the International Space Station. CALET has been accumulating scientific data without any major interruptions for over six years since the start of operation in October, 2015. The significance of the spectral cutoff in TeV region is improved to 6.5σ.

Free Research Field

宇宙物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

TeV以上のエネルギー領域における宇宙線の電子成分は地球近傍の宇宙線加速源を特定できる可能性が理論的に指摘されており精密な観測が望まれているが、フラックスの希少さと1000倍以上存在する陽子との選別の困難さからこれまでほとんど観測は行われていなかった。CALETの検出器は厚い物質量を持つ解像型のカロリメータで上記の問題を克服し、国際宇宙ステーションにおける長期間観測を背景に高精度なエネルギースペクトルを導出した。これは宇宙線の標準的な理論モデルの検証に重要な基礎データとなる。