2015 Fiscal Year Annual Research Report
宇宙線観測装置CALETの地上検証モデルを用いたCERN加速器での較正実験
| Project/Area Number |
25257203
|
|---|
| Research Institution | Kanagawa University |
|---|
Principal Investigator |
田村 忠久 神奈川大学, 工学部, 教授 (90271361)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日比野 欣也 神奈川大学, 工学部, 教授 (80260991)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 宇宙線 / 宇宙物理 / 宇宙科学 / 国際宇宙ステーション / 加速器 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
前年度の平成27年2－3月にCALETの地上検証用モデルを用いて行ったCERN-SPSのアルゴンビームによる重粒子照射実験で取得したデータの解析を進めることができた。CALETはプラスチックシンチレータによって電荷を測定するCHD検出器、入射方向やシャワー発達開始点などを測定するシンチファイバーを用いたイメージングカロリメータ（IMC）検出器、そしてエネルギー測定と粒子選別を行うためにPWOシンチレータ結晶をホドスコープ型に組んだ全吸収型カロリメータ（TASC）検出器からなる。地上検証用モデルではフライト実機の一部のチャンネルをフライト品と等価な回路で読み出している。アルゴンビーム実験で得たデータについて、CHD検出器による電荷分解能に関する解析、IMC検出器による角度分解能に関する解析、TASC検出器による重粒子が起こす核カスケードシャワーのエネルギー決定精度に関する解析を行った。今後、これらの解析をさらに詳細な最終結果にまとめる予定である。このアルゴンビーム実験ではCHD検出器を読み出すためのフロントエンド回路（FEC)としてフライト同等品モデル（FEM）を製作して臨んだが、データ収集用計算機とのインターフェース回路の調整がうまくいかなかったため、FECについてはFEM-FECの代わりに、等価な自作および市販品の回路で代用した。また、地上検出用モデルによる試験とは別にCHD検出器と同じプラスチックシンチレータを用いてデルタレイの効果を調べる試験も行い、その効果を検証した。FEM-FECについては、平成27年11月にCERN-SPSで鉛ビームによる重粒子照射試験を行う機会があり、CHD検出器単体に組み合わせてデータ取得を行うことができた。この初期的な解析から、CHD検出器の目的とするZ=40を超える領域までこのFEM-FECによるデータ収集によって電荷識別が可能であることが確認できた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
CALETのフライトモデルに適用するシミュレーションの有効性を実証するために、フライトモデルを模擬して部分的なチャンネルを読み出す地上検証モデルを用いて、CERN-SPSでのビーム実験を平成26年度末に実施できた。また、CHD検出器の読み出しフロントエンド回路のフライト同等モデルを検証するビーム実験は平成27年度に実施できた。これにより、シミュレーションと比較すべき貴重な実データを取得することができ、電子や原子核などの宇宙線の観測における装置性能の重要な鍵となる項目については、すでに一通りの解析を実施できている。主要な解析項目は、粒子到来方向を決定する角度分解能、入射粒子の核種を決定する電荷分解能、入射粒子のエネルギー決定に関するエネルギー分解能、入射粒子の種類を選別する性能が挙げられる。CALET開発の初期には、いずれの項目もシミュレーションデータによって解析方法を確立してきたが、それを実データで検証した詳細な結果を本研究の最終年度でまとめられる予定である。また、詳細解析を行う中でさらに解析手法を向上させることも目指している。CALETは平成27年8月に打上げられ、定常運用への移行後も、順調に観測データを取得している。観測データがある程度収集されたところで、まずはCALETの主目的である電子観測についての観測結果を発表することになる。本研究の成果は、観測結果の信頼性を保証するためにも重要である。したがって、本研究によるビーム実験の結果の公表はできる限り早急に行う必要があるが、それは充分に可能である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成27年2－3月に地上検証モデルを用いてCERNにおいて行ったアルゴンビームによる重原子核照射実験と平成27年11月にフライトモデル同等品のエレクトロニクスで読み出すCHD検出器を用いて行った鉛ビームによる重粒子照射実験について、取得したデータの解析を進めて最終的な結果のまとめと発表を集中的に行う予定である。角度分解能、エネルギー分解能、粒子選別能力、クエンチング効果、デルタレイの効果などの詳細な解析を進める。このようなデータ解析の目的は、シミュレーションによる加速器実験データの再現である。この解析を通じてシミュレーションの精度を向上させることで、CALETのフライト実機の性能評価を確定するのが狙いである。この加速器実験は、日米伊の共同研究として行っているので、まずは各国でそれぞれ独立にデータ解析を進めている。国内における解析パワーを増強するために、本研究費により博士研究員1名の募集を行っており、1年間足らずの任期であるが早ければ6月より着任してもらう予定である。本年度中に、引き続き各国の解析結果の検討や議論を行って、解析結果をまとめて最終的な発表を行うために、ミーティングを米国またはイタリアで行う予定である。そのために日本側からは2,3名程度の海外出張を行うことになる。
|
-
-
-
[Presentation] CERN-SPSにおける重イオンビーム実験に用いたCALET熱構造モデルの較正試験2015
Author(s)
田中真文, 鳥居祥二, 笠原克昌, 浅岡陽一, 小澤俊介, 赤池陽水, 岡田侑子, 土川恵理子, Holger Motz, 田村忠久, 他CALETチーム
Organizer
日本物理学会2015年秋季大会
Place of Presentation
大阪市立大学（杉本キャンパス）
Year and Date
2015-09-26 – 2015-09-26
-
[Presentation] CERN-SPS重イオンビーム試験によるCALET-CHDの電荷分解能2015
Author(s)
岡田侑子, 鳥居祥二, 浅岡陽一, 笠原克昌, 小澤俊介, 赤池陽水, 田中真文, 土川恵理子, Holger Motz, 田村忠久, 他CALETチーム
Organizer
日本物理学会第70回秋季大会
Place of Presentation
大阪市立大学（杉本キャンパス）
Year and Date
2015-09-26 – 2015-09-26
-
[Presentation] CERN-SPS重イオンビーム実験によるCALETのエネルギー測定性能2015
Author(s)
土川恵理子, 鳥居祥二, 浅岡陽一, 笠原克昌, Holger Motz, 小澤俊介, 赤池陽水, 岡田侑子, 田中真文, 田村忠久, 清水雄輝, 他CALETチーム
Organizer
日本物理学会第70回秋季大会
Place of Presentation
大阪市立大学（杉本キャンパス）
Year and Date
2015-09-26 – 2015-09-26
-
-
