| 研究課題/領域番号 |
21K03605
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 神奈川大学 |
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研究代表者 |
池田 大輔 神奈川大学, 工学部, 助教 (60584258)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 極高エネルギー宇宙線 / 大気蛍光望遠鏡 / 事象再構成 / フレネルレンズ / 光学シミュレーション / 米国ユタ州 / 焦点面検出器 / 再構成手法の開発 / 装置開発 / CRAFFT実験 / 測定精度 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
極高エネルギー宇宙線の起源や加速機構の解明を目指した将来の大規模計画を実現するため、安価で、宇宙線の組成に感度のある測定手法が必要とされている。本研究では簡素化された次世代大気蛍光望遠鏡に着目し、本手法で不鮮明である装置単独での宇宙線事象測定精度を得るため、再構成手法の開発、及び手法に最適な焦点面カメラを持つ望遠鏡を構築する。本手法及び開発した望遠鏡は米国ユタ州で現在稼働中のTelescope Array実験との宇宙線同時観測により検証する。本研究により、次世代大気蛍光望遠鏡の性能を明らかにし、大規模観測実験を実現する観測手法として確立する。
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| 研究成果の概要 |
将来の大規模極高エネルギー宇宙線観測実験を見据え、簡素化した大気蛍光望遠鏡単独での事象再構成手法を開発すること、焦点面検出器を最適化することの2つにより、安価かつ必要な精度を満たす次世代大気蛍光望遠鏡を開発した。
本観測手法の特性を活かし、波形そのものを用いた事象再構成手法を開発した。また焦点面検出器を最適化し、視野角24°×18°の広角望遠鏡を新たに開発した。本再構成手法を用いると、この広角望遠鏡による到来方向分解能は2.3°となり、質量組成測定の要求を満たしていることを確認した。これを米国のテレスコープアレイ(TA)実験サイトに構築し、TA実験との宇宙線同時観測により実機での性能を評価した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した事象再構成手法や、広角化したことで少数台の検出器で広い面積を安価にカバーする次世代大気蛍光望遠鏡、評価された性能は、将来の大規模極高エネルギー宇宙線観測実験を担う観測手法を選択する際に必要不可欠な情報である。
このような大規模実験が実現されれば、これまで明らかにされていない極高エネルギー宇宙線の起源や加速機構、地球までの伝播過程、宇宙空間の磁場に対する新たな知見を得ることが可能であり、本研究成果はそれを強く推進するものである。
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