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10^<16>eV以上の一次宇宙線起源の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16340068
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・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関東京工業大学

研究代表者

垣本 史雄  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00092544)

研究分担者 常定 芳基  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (50401526)
吉井 尚  愛媛大学, 理学部, 教授 (00036360)
荻尾 彰一  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (20242258)
研究期間 (年度) 2004 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
16,110千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 810千円)
2007年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2006年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2005年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2004年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
キーワード宇宙線 / 空気シャワー / 加速源 / 化学組成 / 縦方向発達 / 銀河系内伝播 / 超新星残骸 / 中性子星 / 宇宙線伝播
研究概要

本研究は,この種の研究施設としては世界最高高度(5,200m)に位置する南米ボリビア・チャカルタヤ山宇宙線観測所において,10^<16>eV以上の宇宙線空気シャワーの縦方向発達曲線を測定し,この結果とシミュレーション計算結果とを比較することにより,一次宇宙線の平均化学組成を10%の精度で決定すると同時に,この結果を用いてエネルギースペクトラムを決定し,その起源を解明することを目的とする.
各年度に提出した交付申請書に記した実施計画は,ほぼ順調に遂行できた.ただ,新空気シャワーアレイの完成は,科学研究費申請時の予定より半年ほど遅れた.この最大の原因は,経年劣化した既存のケーブルを多く用いたことにより外来ノイズが信号系統に混入し,その軽減に多くの時間を割かざるを得なかったためである.何とか空気シャワー観測が実施できる程度までノイズを減少できたが,最終的には新ケーブルとの交換が必要であるが,経費の都合上,徐々に変更していく予定である.
本研究により完成させた新空気シャワーアレイを用い,今後,空気シャワー観測を継続し,充分な統計量が得られた後,等頻度法により平均縦方向発達曲線を導出し,一次宇宙線化学組成に関する最終結果を得る.この方法は,装置にかける経費が少ない割には確実に結果が得られる点で非常に優れているものである.また,この結果得られる化学組成に関しては,一次宇宙線が陽子,中重核,鉄核の3つのグループの混合であると仮定した場合の各混合比が得られることになる.これによってKnee領域以上での一次宇宙線化学組成のエネルギーに対する変化の様子から,銀河系内における宇宙線起源に関して多くの情報が得られると考える.

報告書

(5件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2008 2007 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (19件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] The cosmic ray primary composition at the Knee region from lateral distributions of atmospheric Cherenkov photons in extensive air showers2008

    • 著者名/発表者名
      H. Tokuno, F. Kakimoto, et. al.
    • 雑誌名

      Astroparticle Physics (In print)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The cosmic ray primary composition at the Knee region from ateral distributions of atmospheric Cherenkov photons in extensive air showers2008

    • 著者名/発表者名
      H., Tokuno, F., Kakimoto, et. al.
    • 雑誌名

      in Astroparticle Physics (To be published)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cosmic ray observation at mount Chacaltaya for beyond the knee region2007

    • 著者名/発表者名
      Y, Tsunesada, F. Kakimoto, et. al.
    • 雑誌名

      Proc. of 29th International Cosmic Ray Conference

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cosmic ray observation at mount Chacaltaya for beyond the knee region2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Tsunesada, F., Kakimoto, et. al.
    • 雑誌名

      Proc. of 30th International Cosmic Ray Conference (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Cosmic Ray Observation at Mount Chacaltaya for beyond the Knee Region2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsunesada, F. Kakimoto, et. al.
    • 雑誌名

      Proceedings of 30th International Cosmic Ray Conference (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] A new air shower array at mount Chacaltaya2005

    • 著者名/発表者名
      A. Fruhata, Y. Tsunesada, F. Kakimto, et. al.
    • 雑誌名

      Proc. of 29th International Cosmic Ray Conference 6

      ページ: 329-332

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A new air shower array at mount Chacaltaya2005

    • 著者名/発表者名
      A., Fruhata, Y., Tsunesada, F., Kakimoto, et. al.
    • 雑誌名

      Proc. of 29th International Cosmic Ray Conference 6

      ページ: 329-332

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The energy spectrum and the chemical composition of primary cosmic rays with energies from 10^<14> to 10^<16>eV2004

    • 著者名/発表者名
      S. Ogio, F. Kakimoto, et. al.
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal 612

      ページ: 268-275

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The energy spectrum and the chemical composition of primary cosmic rays with energies from 10^<14> to 10^<16> eV2004

    • 著者名/発表者名
      S., Ogio, f., Kakimoto, et. al.
    • 雑誌名

      Ap. J.

      ページ: 268-275

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] BASJEアレイ拡張計画V2008

    • 著者名/発表者名
      垣本史雄
    • 学会等名
      日本物理学会2006年秋季大会
    • 発表場所
      奈良女子大学
    • 年月日
      2008-09-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Determination of mass composition of primary Cosmic rays with energies above 1016 eV with air Cherenkov light measurement at high altitude.2008

    • 著者名/発表者名
      Y., Tsunesada
    • 学会等名
      Annual meeting of the physical society of Japan
    • 発表場所
      Kinki University
    • 年月日
      2008-03-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 高山での空気チェレンコフ光観測による10^<16>eV以上の宇宙線原子核組成決定2008

    • 著者名/発表者名
      常定芳基
    • 学会等名
      日本物理学会2008年第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 高山での空気チェレンコフ光観測による10^<16>eV以上の宇宙線原子核組成測定2008

    • 著者名/発表者名
      常定芳基
    • 学会等名
      第63回日本物理学会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Cosmic ray observation at mount Chacaltaya for beyond the knee region2007

    • 著者名/発表者名
      常定芳基
    • 学会等名
      30th International Cosmic Ray Conference
    • 発表場所
      Merida, Mexico
    • 年月日
      2007-07-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] チャカルタヤ山新空気シャワーアレイによるKnee領域以上の宇宙線観測2007

    • 著者名/発表者名
      常定芳基
    • 学会等名
      日本物理学会2007年春季大会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2007-03-25
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Observation of cosmic rays with energies above the knee region with a new air shower array at Mt. Chacaltaya2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Tsunesada
    • 学会等名
      Spring meeting of the physical society of Japan
    • 発表場所
      Tokyo Metropolitan University
    • 年月日
      2007-03-25
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Extension of the BASJE air shower array V2006

    • 著者名/発表者名
      F., Kakimoto
    • 学会等名
      Autumn meeting of the physical society of Japan
    • 発表場所
      Nara Woman's University
    • 年月日
      2006-09-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] BASJEアレイ拡張計画IV2006

    • 著者名/発表者名
      垣本史雄
    • 学会等名
      日本物理学会2006年第61回年次大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2006-03-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] BASJEによる10^<16>eV以上の一次宇宙線化学組成測定計画I2006

    • 著者名/発表者名
      常定芳基
    • 学会等名
      日本物理学会2006年第61回年次大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2006-03-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Extension of the BASJE air shower array IV2006

    • 著者名/発表者名
      F., Kakimoto
    • 学会等名
      Annual meeting of the physical society of Japan
    • 発表場所
      Ehime University
    • 年月日
      2006-03-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Measurement plan of the chemical composition of primary cosmic rays with energies above 10^<16> eV by BASJE group2006

    • 著者名/発表者名
      Y., Tsunesada
    • 学会等名
      Annual meeting of the physical society o Japan
    • 発表場所
      Ehime University
    • 年月日
      2006-03-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] BASJEアレイ拡張計画III2005

    • 著者名/発表者名
      垣本史雄
    • 学会等名
      日本物理学会2005年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2005-09-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Extension of the BASJE air shower array III2005

    • 著者名/発表者名
      F., Kakimoto
    • 学会等名
      Autumn meeting of the physical society of Japan
    • 発表場所
      Osaka City University
    • 年月日
      2005-09-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A new air shower array at mount Chacaltaya2005

    • 著者名/発表者名
      常定芳基
    • 学会等名
      29th International Cosmic Ray Conference
    • 発表場所
      Pune, India
    • 年月日
      2005-08-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] BASJEアレイ拡張計画II2005

    • 著者名/発表者名
      垣本史雄
    • 学会等名
      日本物理学会2005年第60回年次大会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2005-03-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Extension of the BASJE air shower array II2005

    • 著者名/発表者名
      F., Kakimoto
    • 学会等名
      Annual meeting of the physical society of Japan
    • 発表場所
      Tokyo University of Science
    • 年月日
      2005-03-24
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] BASJEアレイの拡張計画I2004

    • 著者名/発表者名
      吉井尚
    • 学会等名
      日本物理学会2004年秋季大会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2004-09-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Extension of the BASJE air shower array I2004

    • 著者名/発表者名
      H., Yoshii
    • 学会等名
      Autumn meeting of the physical society of Japan
    • 発表場所
      Kochi University
    • 年月日
      2004-09-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://wwwcr.phys.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考]

    • URL

      http://wwwcr.phys.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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