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エックス線および核ガンマ線観測による雷電場での粒子加速メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19740167
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

土屋 晴文  独立行政法人理化学研究所, 牧島宇宙放射線研究室, 基礎科学特別研究員 (70415230)

研究協力者 榎戸 輝揚  東京大学東京大学, 大学院・理学系研究科・日本学術振興会, 特別研究員(DC1)
加藤 博  独立行政法人理化学研究所, 牧島宇宙放射線研究室, 先任技師
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 300千円)
2009年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2008年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2007年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード粒子加速 / 雷 / 雷雲 / ガンマ線 / 放射線観測 / 雷放電 / 衝突系プラズマ / γ線 / 雷活動
研究概要

近年、雷にともないガンマ線が観測されていた。これは雷や雷雲がもつ電場で電子が加速されていることを示唆する。そして、このガンマ線を測れば、宇宙でもなぞが多い電場加速を、宇宙を見るよりも圧倒的に安い費用で、かつ詳細に検証できるという新たな着想を得た。そこで、2006年から、世界でも稀な冬の雷が頻発する日本海沿岸や北アルプスの乗鞍岳で観測を行ってきた。その結果、雷雲から10 MeVに達するガンマ線を8例捉え、身近な雷雲が天然の粒子加速器であることを証明した。

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (47件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (33件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Observation of an energetic radiation burst from mountain-top thunderclouds2009

    • 著者名/発表者名
      H. Tsuchiya, T. Enoto, T. Torii, K. Nakazawa, T. Yuasa, S. Torii, T. Fukuyama, T. Yamaguchi, H. Kato, M. Okano, M. Takita, K. Makishima
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 102

      ページ: 255003-255003

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of an energetic radiation burst from mountain-top thunderclouds2009

    • 著者名/発表者名
      H.Tsuchiya, et al.
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 102

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 雷雲γ線の生成と粒子加速2008

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, 榎戸輝揚
    • 雑誌名

      プラズマ核融合学会誌 84

      ページ: 410-416

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 榎戸輝揚, 土屋晴文2008

    • 著者名/発表者名
      雷雲は粒子加速器か?
    • 雑誌名

      天文月報 11

      ページ: 667-676

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 雷雲は粒子加速器か?2008

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚、土屋晴文
    • 雑誌名

      天文月報 11

      ページ: 667-676

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 雷雲γ線の生成と粒子加速2008

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文、榎戸輝揚
    • 雑誌名

      プラズマ核融合学会誌 84

      ページ: 410-416

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of High-Energy Gamma Rays from Winter Thunderclouds2007

    • 著者名/発表者名
      H. Tsuchiya, T. Enoto, S. Yamada, T. Yuasa, M. Kawaharada, T. Kitaguchi, M. Kokubun, H, Kato, M. Okano, S. Nakamura, K. Makishima
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett. 99

      ページ: 165002-165002

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of gamma rays from winter thunderclouds along the coast of Japan Sea2007

    • 著者名/発表者名
      T. Enoto, H. Tsuchiya, K. Makishima, et al.
    • 雑誌名

      Proc. 30th Int. Cosmic Ray Conf.

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Detection of high-energy gamma rays from winter thunderclouds2007

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

      Physical Review Letters 99

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of gamma rays from winter thunderclouds along the coastal of Japan sea2007

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

      Proceeding of 30th Int. Cosmic Ray conf. (印刷中)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 雷や雷雲からのX線・γ線を利用しての電場による粒子加速の検証2009

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, 他
    • 学会等名
      平成21年度ICRR共同利用研究成果発表会
    • 発表場所
      東京大学宇宙線研究所、柏市
    • 年月日
      2009-12-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 雷や雷雲からのγ線と宇宙線との関わり2009

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文
    • 学会等名
      理研シンポジウム「雷活動に関わる高エネルギー物理現象の新しい展開
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2009-10-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 雷や雷雲からのY線と宇宙線との関わり2009

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文
    • 学会等名
      理研シンポジウム「雷活動に関わる高エネルギー物理現象の新しい展開
    • 発表場所
      東京大学、東京都
    • 年月日
      2009-10-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 2008年度における冬季雷活動からの高エネルギー放射線の観測2009

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, 榎戸輝揚, 他(10人中1番目)
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      甲南大学
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 2008年度における冬季雷活動からの高エネルギー放射線の観測2009

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, 他
    • 学会等名
      日本物理学会 2009年秋季大会
    • 発表場所
      甲南大学、神戸市
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 雷や雷雲に付随する高エネルギー放射線バーストの測定2009

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, 榎戸輝揚, 他(13人中1番目)
    • 学会等名
      第46回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 発表場所
      日本科学未来館
    • 年月日
      2009-07-03
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 雷や雷雲に付随する高エネルギー放射線バーストの測定2009

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, 他
    • 学会等名
      第46回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 発表場所
      日本科学未来館、東京都
    • 年月日
      2009-07-03
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] High-altitude observations of high-energy gamma rays and electrons from thunder activity2009

    • 著者名/発表者名
      H. Tsuchiya, T. Enoto, T., et al., (12人中1番目)
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2009
    • 発表場所
      Makuhari
    • 年月日
      2009-05-18
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] High-altitude observations of high-energy gamma rays and electrons from thunder activity2009

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, et al.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2009
    • 発表場所
      幕張メッセ、千葉市
    • 年月日
      2009-05-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Observations of energetic radiation bursts from thunder activities, European Geophysical Union2009

    • 著者名/発表者名
      H. Tsuchiya, T. Enoto, et al., (10人中1番目)
    • 学会等名
      General Assembly 2009
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2009-04-23
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Observations of energetic radiation bursts from thunder activities2009

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, et al.
    • 学会等名
      European Geophysical Union, General Assembly 2009
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2009-04-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 高山における雷雲からの高エネルギー放射線の観測2009

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, 榎戸輝揚, 他(11人中1番目)
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学
    • 年月日
      2009-03-30
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 雷や雷雲からのX線・γ輝を利用しての電場による粒子加速の検証2008

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文
    • 学会等名
      平成20年度ICRR共同利用研究成果発表会
    • 発表場所
      東京大学宇宙線研究所
    • 年月日
      2008-12-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Energetic radiation bursts associated with terrestrial thunder activity2008

    • 著者名/発表者名
      H. Tsuchiya
    • 学会等名
      International Workshop on Variabilities of Solar-Cosmic and Terrestrial Environment
    • 発表場所
      JAMSTEC
    • 年月日
      2008-12-05
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] 2007年中における冬季雷雲からのガンマ線観測2008

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, 榎戸輝揚, 他(11人中1番目)
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2008-09-23
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] Recent progresses in research of non-thermal processes in lightning and thunderclouds2008

    • 著者名/発表者名
      H. Tsuchiya
    • 学会等名
      International Congress on Plasma Physics 2008
    • 発表場所
      Fukuoka International Congress Center
    • 年月日
      2008-09-09
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] 日本海側の冬季に発生する雷雲からの高エネルギーガンマ線の観測2008

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, 榎戸輝揚, 他(11人中1番目)
    • 学会等名
      平成20年度電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      千葉工大
    • 年月日
      2008-08-21
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 日本海側の冬季に発生する雷雲からの高エネルギーガンマ線の観割2008

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文
    • 学会等名
      平成20年度電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      千葉工大
    • 年月日
      2008-08-21
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Observations of high-energy gamma rays from winter thunderclouds on the Japan Sea (1)2008

    • 著者名/発表者名
      H. Tsuchiya, T, Enoto, et al., (11人中1番目)
    • 学会等名
      日本地球惑星連合大会2008
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2008-05-30
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Observations of high-energy gamma rays from winter thunderclouds on the Japan Sea(1)2008

    • 著者名/発表者名
      Harufumi Tsuchiya
    • 学会等名
      日本地球惑星連合大会2008
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      2008-05-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] X線/ガンマ線観測による雷や雷雲電場での粒子加速メカニズムの検証2007

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文
    • 学会等名
      電気学会「雷放電シミュレーション技術の現状とモデル間の相互比較調査委員会」
    • 発表場所
      財団法人電力中央研究所
    • 年月日
      2007-12-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Observations of non-thermal gamma-ray emission from winter thunderclouds2007

    • 著者名/発表者名
      H. Tsuchiya, T. Enoto, et al., (11人中1番目)
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2007 Fall Metteing
    • 発表場所
      San Francisco
    • 年月日
      2007-12-14
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Observations of non-thermal gamma-ray emissions from winter thunderclouds2007

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya, et. al.
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2007 Fall meeting
    • 発表場所
      サンフランシスコ
    • 年月日
      2007-12-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 雷雲電場による粒子加速の地上観測2007

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚, ほか
    • 学会等名
      日本天文学会秋季大会
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      2007-09-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 日本海の冬の雷雲に付随したX線およびガンマ線の観測2007

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, 榎戸輝揚, 他(11人中1番目)
    • 学会等名
      日本物理学会第62会年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-24
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 日本海の冬の雷雲に付随したX線およびガンマ線の観測2007

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 日本海側の冬季雷雲活動に由来した高エネルギーガンマ線の観測2007

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, 榎戸輝揚, 他(11人中1番目)
    • 学会等名
      日本大気電気学会第77回研究発表会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2007-07-20
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 日本海の冬雷雲活動に由来した高エネルギーガンマ線の観測2007

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, ほか
    • 学会等名
      日本大気電気学会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2007-07-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Detection of gamma rays from winter thunderclouds along the coastal of Japan sea2007

    • 著者名/発表者名
      Enoto, et. al.
    • 学会等名
      第30回宇宙線国際会議
    • 発表場所
      メリダ(メキシコ)
    • 年月日
      2007-07-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 日本海側の冬季雷雲に伴うX線/γ線の観測(2)2007

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, 榎戸輝揚, 他(11人中1番目)
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会2007
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2007-05-24
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 日本海側の冬季雷雲に伴うX線/ガンマ線の観測(2)2007

    • 著者名/発表者名
      土屋晴文, ほか
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2007年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2007-05-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 日本海側の冬季雷雲に伴うX線/ガンマ線の観測(1)2007

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚, ほか
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2007年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2007-05-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 日本海沿岸での冬季雷雲に伴う高エネルギー放射線測定実験2007

    • 著者名/発表者名
      榎戸輝揚, ほか
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2007年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2007-05-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考] 授賞

    • URL

      http://cosmic.riken.jp/harufumi/

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考] 平成21年度(独)理化学研究所研究奨励賞「雷雲からのガンマ線放射の検出と粒子加速の実験的検証」

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://cosmic.riken.jp/harufumi/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考] 理研プレスリリース

    • URL

      http://www.riken.jp/r-world/info/release/press/2007/071005/index.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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