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高エネルギー宇宙電子・ガンマ線観測による近傍加速源・暗黒物質の研究

研究課題

研究課題/領域番号 12J09410
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
研究機関東京大学

研究代表者

赤池 陽水  東京大学, 宇宙線研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,960千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2012年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード宇宙線 / 宇宙線電子 / ガンマ線 / 国際宇宙ステーション / 暗黒物質 / シミュレーション計算 / 加速器実験 / 宇宙線加速・伝播 / カロリメータ / CALET / 宇宙線陽子・原子核
研究実績の概要

銀河宇宙線の起源や加速・伝播機構の解明に向けて、国際宇宙ステーションにおける宇宙線観測実験CALETの装置開発を進めている。本研究では、シミュレーション計算や加速器ビーム実験を通じて装置性能の検証を進めてきた。またフライトモデルの製作に伴い、地上における各種動作試験や較正実験を行った。
(1) シミュレーション計算による観測性能評価と軌道上における検出器較正手法の開発 軌道上における検出器の出力較正のため、陽子やヘリウムを利用した較正手法を検討している。シミュレーション計算を基に、出力較正に利用可能な最小電離損失粒子の選別手法を開発し、またイベントレートを見積もることにより、軌道上において現実的な時間で較正可能であることを示した。
(2) フライトモデルの地上較正試験 CALETのフライト品の完成に伴い、検出器の組上げ試験、システム試験、熱真空試験等を実施した。各過程において、テストパルスやペデスタルのノイズレベルの評価、宇宙線ミューオンを利用した動作確認等を行ってきた。最終的なエネルギー較正に必要となる信号応答の基礎データの取得についても、紫外線パルスレーザー光を利用して全チャンネルの較正試験を実施した。
(3) CERN-SPSにおける重粒子ビーム実験 CALETのフライトモデルと同じ構造をもつ熱構造モデルを用いて、欧州原子核研究機構CERNのSPS加速器においてArの破砕核を利用した加速器実験を実施した。この実験では、初めてカロリメータによるシャワー粒子の出力応答を検証することができたため、後方散乱の影響を含む電荷測定性能、エネルギー測定性能の検証を行った。今後詳細な解析を進め、CALETに最適なハドロン相互作用モデルの検証も行う。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Energy calibration of Calorimetric Electron Telescope (CALET) in space2015

    • 著者名/発表者名
      T. Niita , Y. Akaike, Y. Asaoka, K, Kasahara, S. Ozawa, S. Torii
    • 雑誌名

      Advances in Space Research

      巻: 55 号: 11 ページ: 2500-2508

    • DOI

      10.1016/j.asr.2015.03.006

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A balloon experiment using CALET prototype (bCALET-2)2015

    • 著者名/発表者名
      T. Niita, S. Torii, K. Kasahara, H. Muarakami, S. Ozawa, Y. Ueyama, Y. Akaike, T. Tamura, K, Yoshida, Y. Katayose, Y. Shimizu, H. Fuke
    • 雑誌名

      Advances in Space Research

      巻: 55 号: 2 ページ: 753-760

    • DOI

      10.1016/j.asr.2014.10.038

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CALETの運用及びデータ解析・管理システムの概要2014

    • 著者名/発表者名
      赤池陽水, 他
    • 雑誌名

      宇宙科学情報解析論文誌

      巻: 3(印刷中)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CALET observational performance expected by CERN beam test2014

    • 著者名/発表者名
      Yosui Akaike for the CALET collaboration
    • 雑誌名

      Proc. of 33rd ICRC

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] CALET熱構造モデルによるCERN-SPS重イオンビーム実験に向けたシミュレーション計算2015

    • 著者名/発表者名
      赤池陽水 他
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 軌道上におけるCALETのエネルギー較正手法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      赤池陽水 他
    • 学会等名
      第15回宇宙科学シンポジウム
    • 発表場所
      宇宙航空研究開発機構(神奈川県・相模原市)
    • 年月日
      2015-01-06 – 2015-01-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] CALET地上試験結果による装置較正2014

    • 著者名/発表者名
      赤池陽水 他
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      佐賀大学(佐賀県・佐賀市)
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Performance of Particle Identification with the CALET Calorimeter Expected by CERN-SPS Beam Tests2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Akaike for the CALET Collaboration
    • 学会等名
      40th COSPAR Scientific Assembly
    • 発表場所
      Moscow(Russia)
    • 年月日
      2014-08-03 – 2014-08-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] CERN-SPS加速器実験によるCALETの性能検証2014

    • 著者名/発表者名
      赤池陽水
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学、神奈川県平塚市
    • 年月日
      2014-03-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] CERN-SPSにおける熱構造モデルを用いたCALET性能実証実験2014

    • 著者名/発表者名
      赤池陽水
    • 学会等名
      第14回宇宙科学シンポジウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所、神奈川県相模原市
    • 年月日
      2014-01-09
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] CALETで期待されるガンマ線観測性能2013

    • 著者名/発表者名
      赤池陽水
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      高知大学、高知県高知市
    • 年月日
      2013-09-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] CALET observational performance expected by CERN beam test2013

    • 著者名/発表者名
      Yosui Akaike
    • 学会等名
      33rd International Cosmic Ray Conference
    • 発表場所
      Rio de Janeiro, Brazil
    • 年月日
      2013-07-02
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] シミュレーション計算によるISS軌道上のCALET検出器較正方法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      赤池陽水
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学(東広島市)
    • 年月日
      2013-03-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] CALETの運用及びデータ解析・解析システムの概要2013

    • 著者名/発表者名
      赤池陽水
    • 学会等名
      平成24年度宇宙科学情報解析シンポジウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所(相模原市)
    • 年月日
      2013-02-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] CERN-SPSにおけるCALET熱構造モデルを用いた性能実証実験2013

    • 著者名/発表者名
      赤池陽水
    • 学会等名
      第13回宇宙科学シンポジウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所(相模原市)
    • 年月日
      2013-01-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] CALET熱構造モデルを用いたCERN-SPSビーム実験(2012)の概要2012

    • 著者名/発表者名
      赤池陽水
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都市)
    • 年月日
      2012-09-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Performance of a CALET Prototype Calorimeter at the CERN-SPS2012

    • 著者名/発表者名
      Yosui Akaike
    • 学会等名
      39th COSPAR Scientific Assembly
    • 発表場所
      Mysore, India
    • 年月日
      2012-07-18
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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