音響波を用いた超高エネルギー宇宙線観測法の研究

• 研究課題/領域番号: 26610063
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 片寄 祐作 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90323930)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 銀河系外宇宙線 / 空気シャワー / 音響波測定 / 空気シャワー観測 / 音波観測

研究成果の概要

エネルギーが10の16乗電子ボルトを越える超高エネルギー領域の銀河系外宇宙線がどのような原子核であるのかを調べるため、新しい宇宙線測定手法の研究を行った。宇宙線が大気と衝突すると多数の2次粒子を発生させる、地上まで到達した粒子群が水中に入射すると急速にエネルギーを失い音波を発生させると考えられる。この音波強度はどの程度であるか、また音波測定からエネルギー分布を計測し核種弁別等が可能であるかどうかをレーザーを用いた音波測定実験とシミュレーション計算から調査した。　この結果、標高4000ｍ程度にある湖に１０の１７電子ボルト程度の宇宙線が入射した場合、音響波による測定の可能性が示唆された。