| 研究課題/領域番号 |
20K22352
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0203: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 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
赤池 陽水 早稲田大学, 理工学術院, 主任研究員(研究院准教授) (70726744)
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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 宇宙線近傍加速源 / 宇宙線電子 / 国際宇宙ステーション / 衝撃波加速 / 銀河内伝播 / 宇宙線原子核 / 銀河宇宙線 / 近傍加速源 / 暗黒物質 / 高エネルギー電子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
TeVを超える高エネルギー領域の宇宙線電子成分の観測は、理論的に地球近傍の宇宙線加速源を特定できる可能性が予言されており、詳細な観測が実現できれば、宇宙線加速・伝播機構の解明に大きな進展が期待される。本研究では、国際宇宙ステーションにおける宇宙線の直接観測実験CALETの観測データを基に、10TeV領域に至る高精度な電子のエネルギースペクトルを導出し、荷電粒子として初めての直接的な宇宙線加速源の同定に挑む。同時に、精緻化したエネルギースペクトルから特徴的な構造を検証することで宇宙暗黒物質の間接探索に挑戦する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では地球近傍の宇宙線加速源や宇宙暗黒物質の探索を目的として、国際宇宙ステーションCALET(CALorimetric Electron Telescope)の観測データをもとに宇宙線電子成分の高精度なエネルギースペクトルの導出を行った。CALETは2015年10月の観測開始以降6年以上に渡り安定的にデータを蓄積しており、この観測データから5TeVに至るエネルギースペクトルを導出した。1TeV付近のスペクトルの折れ曲がりの精度は6.5σに向上している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
TeV以上のエネルギー領域における宇宙線の電子成分は地球近傍の宇宙線加速源を特定できる可能性が理論的に指摘されており精密な観測が望まれているが、フラックスの希少さと1000倍以上存在する陽子との選別の困難さからこれまでほとんど観測は行われていなかった。CALETの検出器は厚い物質量を持つ解像型のカロリメータで上記の問題を克服し、国際宇宙ステーションにおける長期間観測を背景に高精度なエネルギースペクトルを導出した。これは宇宙線の標準的な理論モデルの検証に重要な基礎データとなる。
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