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チベット高原における高エネルギー粒子線天体物理の展開

研究課題

研究課題/領域番号 17403004
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分海外学術
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関神奈川大学

研究代表者

湯田 利典  神奈川大学, 工学部, 教授 (60092368)

研究分担者 瀧田 正人  東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (20202161)
大西 宗博  東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (10260514)
堀田 直己  宇都宮大学, 教育学部, 教授 (60157039)
山本 嘉昭  甲南大学, 理工学部, 名誉教授 (70068112)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
14,900千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 1,200千円)
2007年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2006年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
2005年度: 5,700千円 (直接経費: 5,700千円)
キーワードチベット / 空気シャワー観測装置 / 太陽の影 / 高エネルギー宇宙線 / knee領域 / ガンマ線点源 / 国際共同研究 / 中国 / ガンマ線天体 / 国際研究者交流 / 活動的天体 / 宇宙線 / 粒子線天体物理
研究概要

チベットのヤンパーチン(標高4300m)で稼動中の空気シャワー観測装置は2003年秋に完成し、現在まで順調に稼働している。装置は789台のシンチレーション検出器を7.5m間隔の碁盤目状に配置したもので、総面積は37000平方メートルである。本装置で得られるデータ量は1日約30GBである。当該研究期間内に得られた主な成果は下記の通りである。
1)10^<14>・10^<17>evの3桁に亘る広いエネルギー領域での一次宇宙線の全粒子スペクトルが求められ、4×10^<15>eVにスペクトルの折れ曲がりがあることが明確になった。
2)knee領域での一次宇宙線の陽子とヘリウムのスペクトルが初めて求められた。この結果と1)を合わせると、knee領域の一次宇宙線組成は重い原子核が主成分であるという結果が導かれる。これは宇宙線の加速モデルの構築に強い制限を与えることになる。
3)かに星雲、Mrk421などからのガンマ線スペクトルが観測された。
4)宇宙線強度の全天探査及び異方性の解析から、シグナス領域に有意な異方性を初めて見出した。いくつかの広がったガンマ線天体が存在する可能性を強く示唆している。
5)太陽の影の時間変動を解析することにより、活動期の太陽磁場について新たな知見を得た。
昨年の秋にアレイの中に面積100m^2の水チェレンコフ検出器を地下2.5mに設置し、シャワー中のミューオン数観測の予備実験を開始した。近い将来、ミューオン検出器面積を約1万平方メートルに拡張する予定である。これが完成すると数10TeV領域で世界最高感度の広視野宇宙ガンマ線観測装置になり、宇宙線の起源と加速の解明を大きく前進させることができる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (25件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (8件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] The all-particle spectrum of primary cosmic rays in the wide energy range from 10^17 eV to 10^17 eV observed with the Tibet-III air-shower array2008

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori, et. al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journals 678

      ページ: 1165-1177

    • 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] New Estimation of the Spectral Index of High-Energy Cosmic Rays as Determined by the Compton-Getting Anisotropy2008

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori, et. al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters 672

    • 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] Moon Shadow by Cosmic Rays under the Influence of Geomagnetic Field and Search for Antiprotons at Multi-TeV Energies2008

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori, et. al.
    • 雑誌名

      Astroparticle Physics 28

      ページ: 137-142

    • 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 all-particle spectrum of primary cosmic rays in the wide energy range from 1014 to 1017 eV observed with the Tibet-III air shower array2008

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori, et. al.
    • 雑誌名

      ApJ Vol.678

      ページ: 1165-1177

    • 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] New estimation of the spectral index high energy cosmic rays as determined by the Compton-Getting anisotropy.2008

    • 著者名/発表者名
      M. Amenomori, et. al.
    • 雑誌名

      ApJL Vol.672

    • 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 all-particle spectrum of primary cosmic rays in the wide energy range from 10^14 eV to 10^17 eV observed with the Tibet-III air-shower array2008

    • 著者名/発表者名
      M. Amenomori, et. al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journals 678

      ページ: 1165-1177

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] New Estimation of the Spectral Index of High-Energy Cosmic Rays as Determined by the Compton-Getting Anisotropy2008

    • 著者名/発表者名
      M. Amenomori, et. al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters 672

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Moon shadow by cosmic rays under the Influence of the geomagnetic filed and search for antiprotons At multi-TeV energies2007

    • 著者名/発表者名
      M. Amenomori, et. al.
    • 雑誌名

      Astroparticle Phys. Vol.28

      ページ: 137-142

    • 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] Moon Shadow by Cosmic Rays under the Influence of Geomagnetic Field and Search for Antiprotons at Multi-TeV Energies2007

    • 著者名/発表者名
      M. Amenomori, et. al.
    • 雑誌名

      Astroparticle Physics 28

      ページ: 137-142

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Are protons still dominant at the knee of the cosmic-ray energy spectrum?2006

    • 著者名/発表者名
      M. Amenomori, et. al.
    • 雑誌名

      Phys. Lett. Vol.B632

      ページ: 58-64

    • 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] Flux upper limits of diffuse TeV gamma rays from the Galactic plane using the effective area of the Tibet-II and-III arrays.2006

    • 著者名/発表者名
      M. Amenomori, et. al.
    • 雑誌名

      Adv. Space Res. Vol.37

      ページ: 1932-1937

    • 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] Anisotropy and Corotation of Galactic Cosmic Rays2006

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Science 314

      ページ: 439-443

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Are protons still dominant at the knee of cosmic-ray energy spectrum?2006

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Physical Letters B 632

      ページ: 58-64

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Primary proton spectrum around the knee observed by the Tibet air shower experiment.2006

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Advances in Space Research 37

      ページ: 1938-1943

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Variations of sun shadow in the solar cycle 23 observed with the Tibet air shower array2006

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Advances in Space Research 38

      ページ: 936-941

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Flux upper limits of diffuse gamma rays from the Galactic plane using the Tibet-III air shower array2006

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Advances in Space Research 37

      ページ: 1932-1937

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] On the upper limiting energy of the solar diurnal anisotropy of Galactic cosmic ray intensity2006

    • 著者名/発表者名
      K.Munakata et al.
    • 雑誌名

      Advances in Geosciences 2

      ページ: 125-134

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Are protons still dominant at the knee of cosmic-ray energy spectrum?2006

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Physical Letters B632

      ページ: 58-64

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Flux upper limits of diffuse TeV gamma rays from the Galactic plane using the effective area of the Tibet-II and -III arrays2006

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Advances in Space Research (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Primary proton spectrum around the knee observed by the Tibet air shower experiment.2006

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Advances in Space Research (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Large-scale sidereal anisotropy of Galactic cosmic-ray intensity observed by the Tibet air shower array.2005

    • 著者名/発表者名
      M. Amenomori, et. al.
    • 雑誌名

      ApJ Vol.626

    • 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] A northern sky survey for study of TeV gamma-ray point sources using the Tibet air shower array2005

    • 著者名/発表者名
      M. Amenomori, et. al.
    • 雑誌名

      ApJ Vol.633

      ページ: 1005-1012

    • 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] Observation of PeV gamma rays from the Monogem rings with the Tibet air shower array2005

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters 635

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Large-Scale Sidereal Anisotropy of Galactic Cosmic-Ray Intensity Observed by the Tibet Air Shower Array2005

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters 626

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A Northern Sky Survey for Steady TeV Gamma-Ray Point Sources Using the Tibet Air Shower Array2005

    • 著者名/発表者名
      M.Amenomori et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal 633

      ページ: 1005-1012

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] チベット水チェレンコフミューオン観測装置2008

    • 著者名/発表者名
      川田 和正
    • 学会等名
      日本物理学会 第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-23
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Tibet air shower array : Results and Plan2007

    • 著者名/発表者名
      K. Kawata
    • 学会等名
      TAUP 2007
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2007-09-15
    • 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] Gamma-ray observation with the Tibet air shower experiment2007

    • 著者名/発表者名
      M. Ohnishi
    • 学会等名
      Particle Astrophysics 2007
    • 発表場所
      Venice, Italy
    • 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] Chemical composition of cosmic rays at the knee measured by the Tibet Air shower core detector2007

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata
    • 学会等名
      Int. Cosmic Ray Conf.
    • 発表場所
      Merida, Mexico
    • 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] Future plan for observation of cosmic gamma rays in the 100 TeV energy region with the Tibet air shower array : physics goal and overview2007

    • 著者名/発表者名
      T. Sako
    • 学会等名
      Int. Cosmic Ray Conf.
    • 発表場所
      Merida, Mexico
    • 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] Towards 100 TeV gamma-ray astronomy2006

    • 著者名/発表者名
      M. Takita
    • 学会等名
      Int. Conf. The Extreme Universe in Suzaku Era
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 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] Revised upper limits of the diffuse gamma rays from the Galactic plane with the Tibet-II and-III air shower arrays2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamamoto
    • 学会等名
      ECRS2006
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 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] Primary proton and helium spectra at the knee energy region measured by the Tibet air shower array2005

    • 著者名/発表者名
      J. Huang
    • 学会等名
      Int. Cosmic Ray Conf.
    • 発表場所
      Pune, India
    • 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://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/em/index-j.html

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

    • URL

      http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/em/index-j.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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