| 研究課題/領域番号 |
19H00678
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
さこ 隆志 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (90324368)
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| 研究分担者 |
日比野 欣也 神奈川大学, 工学部, 教授 (80260991)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
45,240千円 (直接経費: 34,800千円、間接経費: 10,440千円)
2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 21,320千円 (直接経費: 16,400千円、間接経費: 4,920千円)
2019年度: 14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
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| キーワード | 宇宙ガンマ線 / 銀河系宇宙線 / 粒子加速天体 / 空気シャワーアレイ / 地下ミュー粒子検出器 / 宇宙線 / ガンマ線天文学 / 粒子加速 / 銀河宇宙線 / 宇宙線加速 / 銀河系中心 / 100TeV / 空気シャワー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
宇宙から飛来する高エネルギー粒子「宇宙線」は発見から100年以上が経つが、いまだにその起源は明らかではない。本研究では、宇宙線発生天体の周辺で生成される超高エネルギーガンマ線を、世界最高の感度で観測して宇宙線の発生源を探る。南米アンデス山中・ボリビア共和国の標高4700mの土地に新しい宇宙線観測装置を建設して、南半球の空を365日24時間休みなく観測することで、到来数の非常に少ない超高エネルギーガンマ線をとらえることができる。南半球では銀河系中心方向にある超巨大ブラックホールや、超新星残骸、パルサーなどの多くの極限天体が観測可能で、どの天体が（複数か未知の天体か）宇宙線の起源かを明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
南半球で初めて最高エネルギーの宇宙ガンマ線を観測する実験ALPACAの建設を進めている。本科研費によって、その1/4の地上検出器アレイを設置し、安定運用を開始した。前年度末に設置が完了した97台の検出器に対し、6月に初期不良検出器の改善を行い、以降順調に宇宙線空気シャワーデータの蓄積を続けている。装置性能を検証する月の影を、8シグマの統計的有意度で検出に成功した。even-odd法を用いた実データによる検証、月の影、モンテカルロシミュレーション、全てで角度分解能が1度である結果を示している。これは観測している宇宙線の中央エネルギー7TeVに対して妥当な性能である。
半年ほどのデータを用いて南半球の超新星残骸RXJ1713.7-3946からの10-200TeV領域のガンマ線探索を行った。今回は有意な信号検出には至らなかったが、100TeV領域ですでに先行研究に迫るフラックス上限値をつけることができた。その他、シングル係数率の記録を続け、太陽コロナ質量放出に伴うフォーブッシュ減少の検出にも成功している。データは20分ごとに日本に自動転送、自動初期処理され、装置の運転状況をほぼリアルタイムで確認できるようになった。
ガンマ線検出感度を向上するための地下ミュー粒子検出器の設計を確定した。建設は別科研費によるが、24年度から本格的なガンマ線天文学を開始する準備が整った。また、ミュー粒子検出器に必要な大量の水を確保するためにサイト近くのダム水を取得する準備を進め、現地で日本製のフィルターを使うことで十分な水質が得られることを検証した。
メキシコ共同研究者と電波データとガンマ線データを用いた起源粒子探索の研究を進め、ALPACAのデータ解釈の予備研究を行った。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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