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銀河中心ガンマ線の最高解像度観測を実現する大口径エマルション望遠鏡の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20H01915
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
研究機関名古屋大学

研究代表者

六條 宏紀  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特任助教 (00725814)

研究分担者 伊代野 淳  岡山理科大学, 理学部, 教授 (10211757)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2020年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
キーワードガンマ線天文学 / 宇宙線 / 暗黒物質 / 高エネルギー天文学 / イメージング / 気球実験 / 原子核乾板 / 飛跡検出器 / ガンマ線
研究開始時の研究の概要

フェルミγ線宇宙望遠鏡が提供する高統計観測データはγ線天文学を大きく前進させた。一方で銀河中心で特異な超過が報告されるなど未解決課題も浮かび上がっている。今後は観測データの質的改善が求められる。我々は原子核乾板を用いたγ線望遠鏡によってフェルミ望遠鏡の角度分解能を約1桁更新するγ線天体精密観測を提案し、気球実験による科学観測を目指して開発を続けてきた。本研究では次期気球実験(2021年春)に向け、望遠鏡口径面積を拡張する開発を行い、世界に先駆けてGeV帯域宇宙γ線の高解像観測データの提示を目指す。

研究成果の概要

本研究では次期気球実験(コロナによる2年延期、2023年春実施予定)に向け、原子核乾板からなる世界最高解像度のガンマ線望遠鏡の口径面積拡張を実現する以下の開発を行った。1)量産型原子核乳剤製造装置の開発と名大への新設・導入。2) ロールtoロール原子核乾板塗布装置の開発と名大への新設・導入。3) 乗鞍山頂での大気ガンマ線観測リハーサルを通じた性能実証。4) 電子対生成事象の精密測定手法開発 5) 新ファシリティ連続安定稼働による原子核乾板の量産と大口径コンバーターの作成。6) 全長5m与圧容器ゴンドラの開発。7)溶解物理現像手法の開発と実験への導入 8) 豪州気球実験の最終準備完了。

研究成果の学術的意義や社会的意義

2008年より観測を続けるフェルミγ線宇宙望遠鏡が提供する高統計観測データはγ線天文学を大きく前進させた。一方で銀河中心で特異な超過が報告されるなど未解決課題も浮かび上がっている。今後は観測データの質的改善が求められる。本研究開発により実現する原子核乾板を用いたγ線望遠鏡によってフェルミ望遠鏡の角度分解能を約1桁更新するγ線天体精密観測を可能にする。2023年に実施する気球実験により銀河中心領域1GeV帯域の世界最高解像度でのイメージングデータ提示が期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うちオープンアクセス 8件、 査読あり 2件) 学会発表 (39件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] GRAINE計画:次期気球実験に向けたエマルションコンバーターの準備状況2022

    • 著者名/発表者名
      臼田育矢 他
    • 雑誌名

      大気球シンポジウム: 2022年度

      巻: isas22-sbs ページ: 019-019

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] GRAINE計画:次期気球実験に向けた 与圧容器ゴンドラ および 飛跡角度較正機構の開発2022

    • 著者名/発表者名
      中村友亮 他
    • 雑誌名

      大気球シンポジウム: 2022年度

      巻: isas22-sbs- ページ: 021-021

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 原子核乾板における飛跡認識効率向上のための溶解物理現像法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      中野 昇、六條 宏紀
    • 雑誌名

      日本写真学会誌

      巻: 84 号: 3 ページ: 204-210

    • DOI

      10.11454/photogrst.84.204

    • ISSN
      0369-5662, 1884-5932
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Observation of sub-GeV atmospheric gamma rays on GRAINE 2018 balloon experiment and comparison with HKKM calculation2021

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

      Proceedings of Science

      巻: 395 ページ: 638-638

    • DOI

      10.22323/1.395.0638

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] GRAINE precise $\gamma$-ray observations: latest results on 2018 balloon-borne experiment and prospects on next/future scientific experiments2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Satoru、et al.
    • 雑誌名

      Proc. of 37th International Cosmic Ray Conference

      巻: 2021 ページ: 654-654

    • DOI

      10.22323/1.395.0654

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application of Desensitized Nuclear Emulsion films for Chemical Composition Study of Cosmic-ray Nuclei in GRAINE 2018 balloon-borne experiment2021

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

      Proceedings of Science

      巻: 395 ページ: 075-075

    • DOI

      10.22323/1.395.0075

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Performance of an emulsion telescope for gamma-ray observations in the GRAINE2018 balloon-borne experiment2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Yuya、et al.
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2021 号: 12 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab148

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GRAINE計画:次期気球実験に向けた大面積エマルション望遠鏡の開発2020

    • 著者名/発表者名
      六條宏紀 他
    • 雑誌名

      大気球シンポジウム: 2020年度

      巻: isas20

    • NAID

      120006919948

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Overview on emulsion detector technique2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Rokujo and Toshiyuki Nakano
    • 学会等名
      The XXX International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 大面積・高解像 原子核乾板ガンマ線望遠鏡 実現のための研究開発2022

    • 著者名/発表者名
      六條宏紀
    • 学会等名
      2022 年度 日本写真学会年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 次世代原子核乾板高速読取装置HTS2によるスキャンデータの応答評価2022

    • 著者名/発表者名
      南英幸
    • 学会等名
      2022 年度 日本写真学会年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 名古屋大機械塗布乾板へのプロテクションコートの導入2022

    • 著者名/発表者名
      志水凱
    • 学会等名
      2022 年度 日本写真学会年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 大面積高解像ガンマ線観測のための原子核乾板飛跡角度較正機構の開発2022

    • 著者名/発表者名
      中村友亮
    • 学会等名
      2022 年度 日本写真学会年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 原子核乾板のリフレッシュによる飛跡の消去速度の研究2022

    • 著者名/発表者名
      臼田育矢
    • 学会等名
      2022 年度 日本写真学会年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 原子核乾板における高コントラスト現像の開発2022

    • 著者名/発表者名
      山本紗矢
    • 学会等名
      2022 年度 日本写真学会年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Prospects of Emulsion Film Production for FASERnu22022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Rokujo
    • 学会等名
      5th Forward Physics Facility Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GRAINE計画:次期気球実験に向けたエマルションコンバーター準備状況2022

    • 著者名/発表者名
      臼田育矢
    • 学会等名
      2022年 日本物理学会 秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 大面積高解像ガンマ線観測のための飛跡角度較正機構の開発2022

    • 著者名/発表者名
      中村友亮
    • 学会等名
      2022年 日本物理学会 秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 原子核乾板によるガンマ線観測へ向けた次世代超高速読取装置HTS2の開発2022

    • 著者名/発表者名
      南英幸
    • 学会等名
      2022年 日本物理学会 秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] GRAINE project: balloon-borne sub-GeV/GeV gamma ray telescope with nuclear emulsion2022

    • 著者名/発表者名
      Yuya Nakamura
    • 学会等名
      The 21st International Symposium on Very High Energy Cosmic Ray Interactions (ISVHECRI 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GRAINE計画:次期気球実験に向けた 与圧容器ゴンドラおよび飛跡角度較正機構の開発2022

    • 著者名/発表者名
      中村友亮
    • 学会等名
      2022年度 大気球シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] GRAINE計画:次期気球実験に向けた エマルションコンバーターの準備状況2022

    • 著者名/発表者名
      臼田育矢
    • 学会等名
      2022年度 大気球シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙ガンマ線観測性能の向上を目的とした新たな原子核乾板の読み取り手法開発2022

    • 著者名/発表者名
      中村悠哉
    • 学会等名
      2022年 日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] GRAINE計画:次期気球実験に向けた飛跡角度較正機構の開発2022

    • 著者名/発表者名
      中村友亮
    • 学会等名
      2022年 日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] GRAINE計画:次期気球実験に向けたエマルションコンバーターフィルムの性能評価2022

    • 著者名/発表者名
      中村悠哉
    • 学会等名
      2022年 日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 大統計原子核乾板実験を実現する自動フィルム塗布装置の開発2022

    • 著者名/発表者名
      六條宏紀
    • 学会等名
      2022年 日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] エマルション望遠鏡によるガンマ線天体の高解像度撮像2022

    • 著者名/発表者名
      中村悠哉
    • 学会等名
      第21回高宇連研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 次期原子核乾板実験のための自動フィルム塗布装置の開発現状(2)2021

    • 著者名/発表者名
      六條宏紀
    • 学会等名
      2021年 日本写真学会 年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Observation of sub-GeV atmospheric gamma rays on GRAINE 2018 balloon experiment and comparison with HKKM calculation2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Rokujo
    • 学会等名
      37th International Cosmic Ray Conference (ICRC 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ガンマ線観測性能向上を目的とした新たな原子核乾板の読み取り手法開発2021

    • 著者名/発表者名
      中村悠哉
    • 学会等名
      2021年 日本物理学会 秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] GRAINE計画:次期気球実験に向けた大口径エマルション望遠鏡の準備状況2021

    • 著者名/発表者名
      臼田育矢
    • 学会等名
      2021年 日本物理学会 秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Status of Emulsion Production Facility2021

    • 著者名/発表者名
      Hiiroki Rokujo
    • 学会等名
      新学術領域「ニュートリノで拓く素粒子と宇宙」研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Nuclear Emulsion Production Facilities in Tokai National Higher Education and Research System for Large-scale Emulsion Experiments2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Rokujo
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2021 (ICMaSS2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] GRAINE計画: 次期気球実験に向けた原子核乾板 量産体制の構築と環境耐性試験2021

    • 著者名/発表者名
      臼田育矢
    • 学会等名
      2021年度 大気球シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] GRAINE2018年気球実験におけるエマルション望遠鏡のガンマ線観測性能評価2021

    • 著者名/発表者名
      中村悠哉
    • 学会等名
      物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] GRAINE計画: 次期気球実験に向けた大面積エマルション望遠鏡の開発現状2021

    • 著者名/発表者名
      六條宏紀
    • 学会等名
      物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] GRAINE PROJECT, FLIGHT DATA ANALYSIS ON 2018 BALLOON-BORNE EXPERIMENT FOR PRECISELY COSMIC GAMMA RAY OBSERVATION2021

    • 著者名/発表者名
      Yuya Nakamura
    • 学会等名
      43rd COSPAR Scientific Assembly
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GRAINE2018気球実験におけるsub-GeV 大気ガンマ線スペクトル測定2020

    • 著者名/発表者名
      六條宏紀
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 次期原子核乾板実験のための自動フィルム塗布装置の開発現状2020

    • 著者名/発表者名
      六條宏紀
    • 学会等名
      2020年度日本写真学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] GRAINE計画: 2018年気球実験フライトデータでのガンマ線観測性能評価2020

    • 著者名/発表者名
      中村悠哉
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] GRAINE計画:次期気球実験に向けた大面積エマルション望遠鏡の開発2020

    • 著者名/発表者名
      六條宏紀
    • 学会等名
      2020年度 大気球シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Status of New Emulsion Facilities which will enable the next emulsion experiments2020

    • 著者名/発表者名
      六條宏紀
    • 学会等名
      新学術領域「ニュートリノで拓く素粒子と宇宙」研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 原子核乾板における現像銀粒子像の詳細測定2020

    • 著者名/発表者名
      中野昇
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 次期原子核乾板実験のための自動塗布装置の開発2020

    • 著者名/発表者名
      杉村昂
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 原子核乾板連続塗布設備の構築(4)2020

    • 著者名/発表者名
      杉村昂
    • 学会等名
      物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 現像銀粒子拡大を目的とした現像手法の改善2020

    • 著者名/発表者名
      中野昇
    • 学会等名
      2020 年度 日本写真学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 名古屋大学における原子核乾板自動塗布設備の構築に向けた研究(4)2020

    • 著者名/発表者名
      杉村昂
    • 学会等名
      2020 年度 日本写真学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 宇宙ガンマ線精密観測計画 GRAINE

    • URL

      https://flab.phys.nagoya-u.ac.jp/2011/appli/graine/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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