CERNの高エネルギー電子ビームを用いた宇宙線観測装置の開発研究

• 研究課題/領域番号: 08041112
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 学術調査
• 研究機関: 神奈川大学
• 研究代表者: 鳥居 祥二 神奈川大学, 工学部, 助教授 (90167536)
• 研究分担者: 吉田 賢二 神奈川大学, 工学部, 助手 (90260984) ; 田村 忠久 神奈川大学, 工学部, 助手 (90271361) ; 柏木 利介 神奈川大学, 工学部, 専任講師 (40202006) ; 山上 隆正 , 文部省・宇宙科学研究所, 助教授 (40013718) ; 笠原 克昌 芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (00013425) ; LUCIANO Peri トリノ大学, 助教授 ; GIAMPAOLO Ma トリノ大学, 研究員 ; PIO Picchi トリノ大学, 教授 ; 鈴木 聡 トリノ大学, 客員教授 ; 湯田 利典 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (60092368) ; 西村 純 神奈川大学, 工学部, 教授 (40013619)
• 研究期間 (年度): 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 1996年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
• キーワード: 電子 / 高エネルギー / 宇宙線 / シンチファイバー / 加速器テスト / 気球観測 / 加速器 / CERN

研究概要

これまで気球による宇宙線電子成分の観測に用いた観測装置を、スイス連邦ジュネーブ市にある欧州共同原子核研究所(CERN)に輸送し、観測と同じエネルギー領域(5GeV〜100GeV)の電子ビームに照射して装置のキャリブレーションをおこなった。この装置はシンチレーションファイバーを用いたイメージ・カロリメータでシャワーの3次元的発達の様子から電子の選別とエネルギー測定を同時に行う新しい原理にもとずく装置である。ビームテストはCERNとWest AreaにあるT1/X5のテストビームラインを用いて、1996年の9月6日から9月18日の13日間行なった。この間に、約20万例の電子をさまざまな条件で装置に照射し、得られた約5GBytesのデータはすべてテープに記録した。実験の実施にあたっては、装置を載せる移動式架台や装置の搬入、移動作業にCERN側の全面的協力がえられスケジュール通りの実験が行われた。当初は電子ビームのテストのみを予定していたが、3日間の予備日が利用可能となりハドロン(パイ中間子)の予備的テストも行なうことができた。
これまでのデータ解析により、以下のような装置性能が確認されている。
・シャワーの広がり利用した電子選別性能:気球観測データと一致。
・エネルギー分解能:15〜18‰
・シャワー軸の再現精度(角度分解能):約1度。
以上の解析結果をもとに、気球観測データを用いた電子のエネルギースペクトルの結果が求まっている。これらの内容は、国内外の会議ですでに発表している。
平成9年度おこなった陽子ビームによるテストの解析結果を待って陽子除去率の確定を行ない、さらに除去率の高い装置製作のための基礎データを得る予定である。

研究成果

• [文献書誌] Shoji Torii: "A Pb-SciFi Imaging Calorimeter"AIP proceedings (SciFi 97). (in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Shoji Torii: "Observation of High Energy Electrons with the BETS Detector"Gensikaku Kenkyu. 42. 67-74 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Shoji Torii: "Cosmic Ray Electron Observations from 10 to 100 GeV with the BETS Detector"Proc. of 25th International Cosmic Ray Conference. 3. 117-120 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 山上隆正: "BETS-2による高エネルギー電子観測"宇宙科学研究所報告. 34. 45-47 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Shoji Torii: "Balloon Borne Electron Telescope with Scintillating Fibers"Proc. of International Society for Optical Engineering. 2806. 145-154 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Shoji Torii: "An Imaging Calorimeter Telescope for Electron Observation Using Scintillating Fibers"Proc. of UCLA International Conference. 35-43 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Shoji Torii: "A Pb-SciFi Imaging Calosrimeter"AIP proceedings. (in press). (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Shoji Torii: "Observation of High Energy Electrons with the BETS Detector"Gensikaku Kenkyu. 42. 67-74 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Shoji Torii: "Cosmic Ray Electron OBservation from 10 to 100 GeV with the BETS Detector"Proc. of 25th ICRC. 3. 117-120 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Shoji Torii: "Balloon Borne Electron Telescope with Scintillating Fibers"Proc. of SPIE. 2806. 145-154 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Shoji Torii: "Imaging-Calorimeter Telescope for Electron Observation Using Scintillating Fibers"Proc. of UCLA Int. Conf.. 35-43 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Shoji Torii: "Balloon Borne Electron Telescope with Scintillating Fibers" Proc.of Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers. 2806. 145-154 (1996)
• [文献書誌] Shoji Torii: "A Balloon Borne Electron Telescope with Scintillating Fibers" Proc.of 20th International Symposium on Space Technology and Science. (1996)
• [文献書誌] Shoji Torii: "An Imaging-Calorimeter Telescope for Electron Observation Using Scintillating Fibers" Proc.of UCLA International Conf.on Imaging Detectors. 35-43 (1996)
• [文献書誌] 鳥居祥二: "BETS-2による高エネルギー電子観測" 飛翔体による宇宙線観測研究会(東京大学宇宙線研). 38-47 (1996)
• [文献書誌] 鳥居祥二: "シンチファイバーを用いた電子観測" 平成8年度大気球シンポジウム(宇宙科学研究所). (予定).
• [文献書誌] 田村忠久: "BETS-2の観測-シャワー画像解析" 平成8年度大気球シンポジウム(宇宙科学研究所). (予定).