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極高エネルギー宇宙線用地表検出器の評価と多機能化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25247035
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関東京大学

研究代表者

佐川 宏行  東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (80178590)

研究分担者 荻尾 彰一  大阪市立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20242258)
野中 敏幸  東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (30506754)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2015年度)
配分額 *注記
41,210千円 (直接経費: 31,700千円、間接経費: 9,510千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2013年度: 37,050千円 (直接経費: 28,500千円、間接経費: 8,550千円)
キーワード宇宙線 / ミューオン / 国際共同研究 / 空気シャワー / 国際研究者交流 / 米国ユタ州 / テレスコープアレイ
研究実績の概要

申請者らは、米国ユタ州における最高エネルギー宇宙線観測実験テレスコープアレイ(TA)、電磁成分に感度のあるシンチレータ地表検出器と大気蛍光望遠鏡で超高エネルギー宇宙線を観測している。アルゼンチンの最高エネルギー宇宙線観測実験Augerグループは、水チェレンコフ地表検出器で観測した、超高エネルギー宇宙線の空気シャワー中のミューオン数が、モンテカルロシミュレーションの予測より約2倍多いという結果を報告した。本研究では、ミューオンに感度のあるAugerの水タンク検出器をTAサイトに移設し、かつシンチレータミューオン検出器を新設し、Augerが報告したミューオン過剰を検証する。
1)Auger地表検出器:TAサイトに設置した北Auger地表検出器を用いて宇宙線のデータを取得している。検出器の較正に用いる、取得した二次宇宙線中の信号波形を、モンテカルロシミュレーションと比較し、よい一致を見た。さらに、TA地表検出器群で得られた空気シャワーのトリガーで同期したAuger検出器の信号の波形データも取得した。設置した南Auger地表検出器も定常的に稼働している。
2)鉛シンチ検出器:TA地表検出器で観測された空気シャワーイベントに同期した信号を集計し、既存のTA地表検出器の構造では見られない上下層間でのシャワー粒子の発達の様子を観測した。実データに対して開発した方法によるミューオン計数を行っている。
3)コンクリートシンチ検出器:シンチ検出器8台中1台は稼働しており、TA地表検出器群による空気シャワートリガーに同期したデータを鉛シンチ検出器とともに取得している。TA地表検出器群からのトリガー情報を中央レーザー施設サイトに設置した測定器に分配するシステムを開発している。
7月31日-8月6日にオランダで開かれた宇宙線国際会議(ICRC2015)で、以上の結果に関してポスター発表を行った。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014

すべて 学会発表 (8件)

  • [学会発表] TA実験272:TA実験サイトにおけるミューオン検出器を用いた空気シャワー粒子弁別測定2015

    • 著者名/発表者名
      武石隆治、野中敏幸、荻尾彰一、佐川宏行、その他
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Performance and Operational Status of Muon Detectors in the Telescope Array Experiment2015

    • 著者名/発表者名
      野中敏幸、荻尾彰一、佐川宏行、武石隆治、その他
    • 学会等名
      34th International Cosmic Ray Conference (ICRC2015)
    • 発表場所
      デン・ハーグ(オランダ)
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Initial results of a direct comparision between the Surface Detectors of the Pierre Auger Observatory and the Telescope Array2015

    • 著者名/発表者名
      武石隆治、野中敏幸、荻尾彰一、佐川宏行、その他
    • 学会等名
      34th International Cosmic Ray Conference (ICRC2015)
    • 発表場所
      デン・ハーグ(オランダ)
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] TA実験245:TA実験におけるμ粒子数測定用地表粒子検出器の開発2015

    • 著者名/発表者名
      高村茉衣、荻尾彰一、佐川宏行、野中敏幸、他Telescope Array Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] TA実験246:Auger地表検出器のTAサイトへの設置計画2015

    • 著者名/発表者名
      武石隆治、佐川宏行、野中敏幸、荻尾彰一、他Telescope Array Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] TA実験262:Auger地表検出器のTAサイトへの移設2015

    • 著者名/発表者名
      武石隆治、野中敏幸、荻尾彰一、佐川宏行、その他Telescope Array Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] TA-muon2014

    • 著者名/発表者名
      T. Nonaka for Telescope Array Collaboration
    • 学会等名
      UHECR2014
    • 発表場所
      Canyon Community Center, Springdale, UT, USA
    • 年月日
      2014-10-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] TA実験255:TAサイトにおける新型地表検出器を用いたシャワー粒子弁別測定2014

    • 著者名/発表者名
      野中敏幸、荻尾彰一、佐川宏行、その他Telescope Array Collaboration
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      佐賀大学(佐賀県佐賀市)
    • 年月日
      2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2017-01-06  

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