2014 Fiscal Year Annual Research Report
極高エネルギーアンクル領域の宇宙線強度非等方性の研究
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25800128
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
川田 和正 東京大学, 宇宙線研究所, 特任助教 (10401291)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 宇宙線 / 極高エネルギー / 異方性 / 空気シャワー / テレスコープアレイ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
テレスコープ アレイ(TA) は10の18乗電子ボルト(EeV) 以上の極高エネルギー宇宙線(UHECR)の起源を解明するため、米国ユタ州の砂漠地帯に設置され、2008 年に本格的に観測を開始した。TAの地表アレイは北半球最大の観測面積 (700キロ平米) を持つが、UHECRの頻度が極端に少ないため、このような巨大装置でも大きな統計量の解析は容易でない。
本課題では、まず、地表アレイで得られた1EeV程度の比較的低いエネルギーの空気シャワーの解析方法の最適化を行った。解析条件の緩和と最適化により、精度を十分に確保しつつ、抽出可能な宇宙線のイベント数を従来の約10倍にすることに成功した。
以上のデータを用いて、1EeV領域における中性粒子(中性子、ガンマ線)の放射天体の探索を行った。約18万イベントの宇宙線を解析し北天領域を調べた結果、有意な信号は検出されなかった。そこで、北天領域の中性粒子の放射強度に対して上限値を計算した。求まった上限値は、我々の観測する北天領域・同エネルギー領域では最も感度の高い値となった。さらに、同様の解析方法を用いると、さらにエネルギーの高い57EeV以上においても、宇宙線数が約1.4倍に増加することがわかった。このデータを用いて、おおぐま座の方向に57EeV以上のUHECRが集中する「ホットスポット」を発見した。これは、UHECRの起源に迫る重要な成果となった。
そして、現在、検出器を密に並べて低エネルギー側を高感度するTALE計画が進行中であり、計画全体の約1/3に当たる36台の検出器の設置が完了した。また、本課題では、データ取得エレクトロニクスが落雷等により制御不能に陥った際の自動復帰システムの構築とメンテナンスプロセスの簡素化を行った。これらは、将来、検出器台数が劇的に増加した際に重要となるであろう。
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