| 研究課題/領域番号 |
20H01916
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
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
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
奥村 曉 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 講師 (90645011)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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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 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
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| キーワード | 宇宙線物理学 / ガンマ線天文学 / チェレンコフ望遠鏡アレイ（CTA） / 半導体光検出器 / ガンマ線 / 宇宙線 / CTA / チェレンコフ望遠鏡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は、宇宙ガンマ線の観測エネルギー帯域を従来より1桁拡大することである。圧倒的にフラックスの低い100TeV超のガンマ線を高統計で観測する手段を提供し、1. 陽子や鉄原子核などの宇宙線ハドロン成分を1PeV以上に加速する銀河系内天体の発見（銀河中心、超新星残骸など）、2. 同じく10の20乗eV超まで宇宙線を加速する銀河系外天体の候補の発見（活動銀河核など)）の2つを将来的に可能にする。これにより、銀河系内・系外での宇宙線加速天体を担う天体は何かという問いに、最終決着をつけることを目指す。この目的のため、本研究では次世代ガンマ線望遠鏡CTA計画の焦点面カメラの開発を進める。
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| 研究成果の概要 |
本研究では次世代ガンマ線望遠鏡であるチェレンコフ望遠鏡アレイ（CTA）の小口径望遠鏡の焦点面カメラを開発し、銀河宇宙線をPeV帯域のエネルギーまで加速する観測手法の確立を目指した。新型コロナウイルスによる海外共同研究の大きな遅延と、CTAプロジェクト全体の遅延により新規開発の焦点面カメラを用いた試験観測には至らなかったものの、最終的に70台を製造する焦点面カメラの最終設計に近い段階まで製作や試験を完了することができた。国際共同研究のうち名古屋大学で担当した半導体光検出器の性能評価や光学シミュレーションによる望遠鏡性能評価の結果などを国際会議等で発表した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では紫外線を観測可能な新型の半導体光検出器と、その出力を高速に読み出す専用の波形記録回路を組み合わせることにより、宇宙ガンマ線が地球大気中で生じる大気チェレンコフ光を1ナノ秒ごとに連続撮影する超高速カメラを開発した。これにより半導体技術や集積回路技術を前進させるだけでなく、ガンマ線観測や周辺領域での同様の技術の転用が可能になった。将来的にはこの技術で銀河系内宇宙線加速天体の発見が見込まれる。
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