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Combined Spectrum and Anisotropy Study of Cosmic Rays from the Vela SNR with CALET

研究課題

研究課題/領域番号 21K03604
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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
研究機関早稲田大学

研究代表者

Motz Holger  早稲田大学, 理工学術院, 教授(任期付) (30647904)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードCosmic rays / Supernova remnants / CALET / cosmic rays / anisotropy / Vela SNR / High Energy Cosmic Rays / Vela Supernova Remnant / Cosmic Ray Anisotropy / Cosmic Ray Propagation / Cosmic Rays
研究開始時の研究の概要

This project looks for signatures of cosmic-ray acceleration by the Vela supernova remnant in electron and positron cosmic data of the ISS based CALET (Calorimetric Electron Telescope) detector. Finding a signature would be direct evidence for SNRs being the source of electron cosmic rays. Concretely, specific model hypotheses based on simulations are compared to spectral and anisotropy data to narrow down the possible properties of the Vela SNR.

研究成果の概要

銀河宇宙線の起源は、超新星残骸に由来すると推測されるが、磁場の影響のため明らかにできない。しかし、高エネルギー電子宇宙線はすぐにエネルギーを失うため、地球に到達するものは、いくつかの近傍の超新星残骸から発生すると特定できる可能性がある。
ISSにあるCALET検出器は、TeV領域までの全電子宇宙線のスペクトルを測定している。本研究では、TeV領域における理論的なスペクトル形状を解析し、最新のCALETのデータと比較した結果、近傍の超新星残骸を起源とする兆候を明らかにした。スペクトルと異方性の解析方法の開発を行い、そのシミュレーションで有意性のある発見につながる将来的な検出の可能性が確認できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

This project paves the road for detecting the first direct observation of cosmic rays from an individual source, the Vela SNR, which would confirm and refine our theoretical understanding of the cosmic rays' origin, leading to a more comprehensive understanding of the universe.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Dark Matter Limits from the CALET Electron+Positron Spectrum with Individual Astrophysical Source Background2023

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz for the CALET collaboration
    • 雑誌名

      Proceedings of Science, 38th International Cosmic Ray Conference

      巻: 444 ページ: 1385-1385

    • DOI

      10.22323/1.444.1385

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Interpretation of the CALET Electron+Positron Spectrum by Astrophysical Sources2023

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz for the CALET collaboration
    • 雑誌名

      Proceedings of Science, 38th International Cosmic Ray Conference

      巻: 444 ページ: 067-067

    • DOI

      10.22323/1.444.0067

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Cosmic-Ray Propagation Model based on Measured Nuclei Spectra2023

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz
    • 雑誌名

      Proceedings of Science, 38th International Cosmic Ray Conference

      巻: 444 ページ: 068-068

    • DOI

      10.22323/1.444.0068

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Direct Measurement of the Spectral Structure of Cosmic-Ray Electrons + Positrons in the TeV Region with CALET on the International Space Station2023

    • 著者名/発表者名
      O. Adriani, Y. Akaike et al., (CALET Collaboration)
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 131 号: 19 ページ: 191001-191001

    • DOI

      10.1103/physrevlett.131.191001

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Constraints on Heavy Dark Matter Annihilation and Decay from Electron and Positron Cosmic Ray Spectra2023

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz
    • 雑誌名

      SciPost Physics Proceedings (accepted)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigating the Vela SNR's Emission of Electron Cosmic Rays with CALET at the International Space Station2021

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz on behalf of the CALET collaboration
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: ICRC2021 ページ: 100-100

    • DOI

      10.22323/1.395.0100

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Model Calculations for Interpretation of CALET Results2024

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz
    • 学会等名
      CALET 研究会@ICRR
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Limits on dark matter annihilation and decay from the CALET electron spectrum up to 7.5 TeV2024

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz
    • 学会等名
      JPS spring meeting 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Interpretation of the CALET Electron+Positron Spectrum by Astrophysical Sources2023

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz for the CALET collaboration
    • 学会等名
      38th International Cosmic Ray Conference (ICRC2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dark Matter Limits from the CALET Electron+Positron Spectrum with Individual Astrophysical Source Background2023

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz for the CALET collaboration
    • 学会等名
      38th International Cosmic Ray Conference (ICRC2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Cosmic-Ray Propagation Model based on Measured Nuclei Spectra2023

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz
    • 学会等名
      38th International Cosmic Ray Conference (ICRC2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigating the Properties of Astrophysical Cosmic-ray Sources based on the CALET Electron+Positron Spectrum2023

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz
    • 学会等名
      JPS annual meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Individual Astrophysical Sources as Background for Dark Matter Search with CALET2023

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz
    • 学会等名
      The Physical Society of Japan 2023 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Search for TeV-Range Dark Matter with Electron and Positron Cosmic Rays2023

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz
    • 学会等名
      FY2022 学術変革領域研究「ダークマター」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Constraints on Heavy Dark Matter Annihilation and Decay from Electron and Positron Cosmic Ray Spectra2022

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz
    • 学会等名
      14th International Conference on Identification of Dark Matter (IDM2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Constraining the Dark Matter Parameter Space with Cosmic Ray Data from Space-based Detectors2022

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz
    • 学会等名
      DM3 - Deep insights and Multiple strategies for Deciphering the Mystery of Dark Matter
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Model for Propagation of Cosmic Rays from Nuclei Spectra Measurements2022

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz
    • 学会等名
      The Physical Society of Japan 2022 Autumn Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Indirect Search for Heavy Dark Matter with CALET2022

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz
    • 学会等名
      The Physical Society of Japan 2022 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Search for TeV-Range Dark Matter with Electron and Positron Cosmic Rays2022

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz
    • 学会等名
      FY2021 学術変革領域研究「ダークマター」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Investigating the Vela SNR's Emission of Electron Cosmic Rays with CALET at the International Space Station2021

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz on behalf of the CALET collaboration
    • 学会等名
      37th International Cosmic Ray Conference (ICRC 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for Signatures of Nearby Supernova Remnants with CALET2021

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz for the CALET Collaboration
    • 学会等名
      The Physical Society of Japan 2021 Autumn Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Extending Dark Matter Limits from Electron and Positron Cosmic Rays to the TeV-region2021

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz
    • 学会等名
      Kashiwa Dark Matter Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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