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大気ガンマ線の観測による大気ニュートリノ・フラックスの絶対強度の決定

研究課題

研究課題/領域番号 09440110
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・核・宇宙線
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

笠原 克昌 (笠原 克晶)  芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (00013425)

研究分担者 吉田 憲二 (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)
鳥居 祥二  神奈川大学, 工学部, 助教授 (90167536)
田中 直彦  芝浦工業大学, システム工学部, 専任講師 (10255648)
渡部 英二  芝浦工業大学, システム工学部, 助教授 (40191746)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
11,200千円 (直接経費: 11,200千円)
1999年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1998年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1997年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
キーワード大気ニュートリノ / ニュートリノ振動 / シンチレーティング・ファイバー / 大気ガンマ線 / 宇宙線 / 神岡実験 / 大気ミューオン / ミューオンニュートリノ欠損 / 大気電子
研究概要

初年度:宇宙電子観測装置BETSのトリガー系統を大幅に改良し、ガンマ線を種々の条件で同時に多重トリガーできるように回路計を更新した。
2年度目:ニュートリノ強度計算の較正にもある程度意味がある高度、東京大学乗鞍岳宇宙線観測所(〜2800m)、において装置の性能テストをかねガンマ線観測を3週間にわたって行った。トリガー頻度は計算と2〜3%以内の精度で一致した。ガンマ線の鉛直強度に関しては当初計算と一致せずトリガー頻度との矛盾があったが、解析手法を改良する事で、計算値との一致は満足のいくれべるに達しつつある。
3年度目:1)本年度の観測はバルーン高度のため大天頂角からの粒子が圧倒的に多くなる。それらのうち荷電粒子を排除するために、30cmx15cmx1.5cmのプラスティック・シンチレータを4枚検出器上部に追加した。読み出しは、シンチレータ中に8本のファイバーを埋め込み、小型PMTで行うこととした。
2)バルーンは文部省宇宙科学研究所三陸大気球観測所から9月2日午前6時55分に放球され、宮古湾で午後5時17分に迅速に回収された。上昇中のトリガーレートは計算値と極めて良い一値を示し、計算及び装置双方が健全であることを示した。ニュートリノの較正に有効な高度である、15.3km、18.5km、21.2km、24.7kmで各30分程度のレベルフライトに近い極めて低速度の上昇を実現した。
3)各高度での観測から、ガンマ線と認定されたイベントを取りだし、エネルギー・スペクトルを求め鉛直強度を導いた。3GeVから30GeVまでのスペクトルはベキで良く近似でき、高度15.3km〜21.2kmでの鉛直強度はBESS実験で求められている1次宇宙線強度を用いた計算値と極めて良く一致した。しかし、それ以上の高度では計算値より観測地が有意に大きな値を示した。これは検出器のアンチコインシデンス用のプラスチックシンチレータと本体の間に隙間があり、そこから入る陽子を排除しきれてないためと考えられる。現在シャワーのイメージ解析などでこうした陽子シャワーの排除の検討を行っている。これらの補正と装置を更に改良した上での2回目の観測(12年度6月を予定)の結果、及び他グループの大気ミューオンの観測との比較からニュートリノフラックスの較正を行う予定である。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (9件)

  • [文献書誌] K. Kasahara et al: "Observation of atmospheric gamma-rays and electrons for calibrating the atmospheric neutrino flux"Proc. of the 26th Int. Cosmic Ray Conf. Utah.. 2. 500-503 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Torii et al: "The Baloon-borne electron telescope withscintilating fibers(BETS)"Nucl. Inst. and Meth. A. (in press). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Hond et al: "Calculation of Atmospheric Neutrino and the Sensitivity of Angular Dependences to Various Models"Proc. of the 26th Int. Cosmic Ray Conf. Utah. 2. 180-183 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kasahara et al: "Observation of atmospheric gamma-rays and electrons for calibrating the atmospheric neutrino flux"Proc of the 26th Int. Cosmic Ray Conf. Utah. Vol.2. 500-503 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Torii et al: "The baloon-borne electron telescope with scintilating fibers (BETS)"Nucl. Int.and Meth. A. (in press). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Hond et al: "Calculation of Atmospheric Neutrino and Sensitivity of Angular Dependences to Various Models"Proc of the 26th Int. Cosmic Ray Conf. Utah. Vol.2. 180-183 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kasahara et al: "Observation of atmospheric gamma-rays and electrons for calibrating the atmospheric neutrino flux"Proc.of the 26th Int.Cosmic Ray Conf.Utah. 2. 500-503 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S.Torii et al: "The baloon-borne electron telescope withscintilating fibers(BETS)"Nucl.Inst.and Meth.(in press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hond et al: "Calculation of Atmospheric Neutrino and the Sensitivity of Angular Dependences to Various Models"Proc.of the 26th Int.Cosmic Ray Conf.Utah. 2. 180-183 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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