• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

超新星残骸における宇宙線加速限界の直接測定

公募研究

研究領域ニュートリノで拓く素粒子と宇宙
研究課題/領域番号 19H05112
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学 (2020)
早稲田大学 (2019)

研究代表者

浅岡 陽一  東京大学, 宇宙線研究所, 特任准教授 (40345054)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードCALET / 銀河宇宙線 / 加速限界 / 超新星 / 陽子・ヘリウム
研究開始時の研究の概要

超新星残骸における衝撃波加速は電荷に比例した加速限界を予言する.超新星残骸で達成可能な最高エネルギーは典型的に,陽子で60TeV (10の12乗電子ボルト)と見積られている.一方,宇宙線スペクトルの地上観測では,3000TeV付近で冪の折れ曲がり"knee"が見られる."knee"は陽子の加速限界と捉えられており,地上からの観測に基づく理解と,超新星残骸モデルは整合的ではない.
本研究では5 年間のCALET データを用いて,100 TeV 領域に至る陽子・ヘリウムスペクトルを決定することで,上記の不整合を解決する鍵であり未検出の場合も重要な結果となる,電荷に比例する加速限界の検出を目指す.

研究実績の概要

国際宇宙ステーション搭載の高エネルギー宇宙線観測装置CALETは,2020年度も安定した軌道上運用を続け,観測データを蓄積した.それと同時に,さらに安定観測を継続してスペクトルの精度を向上させるため,軌道上運用の更なる効率化を実施した.軌道上CALETの長期安定運用は,統計が最も重要となる100TeV領域のスペクトルの精度を確保するために必須である.
2020年度の大きな成果として、CALETによる核子あたり2.2TeVまでの炭素及び酸素スペクトルの発表が挙げられる.本論文はPhysical Review Lettersに掲載された.核子あたり約200GeVの領域でスペクトルの硬化を3σ以上の有意性で観測した.宇宙線中の核子成分,特に超新星残骸にて加速されると考えられている,陽子,ヘリウム,炭素,酸素といった一次成分に関しては,統一的な理解が求められる.同一の検出器にて陽子に続きスペクトル硬化を検出したことは,銀河宇宙線核子成分の理解において重要な役割を果たす.
CALETは電子観測に最適化されており,エネルギー測定のために検出器内でのハドロン相互作用を必要とする陽子やヘリウムの観測は,電子観測とは異なりよりシミュレーションに対する依存性が強く難しい解析となる.その意味で,ヘリウム,炭素,酸素を含む核子成分のビームテスト結果の解析を含み,シミュレーションの検証や詳細な系統誤差の評価を加えた炭素・酸素論文を出版できたことは,ヘリウムの解析結果出版に向けても大きな成果と言える.
陽子・ヘリウムデータ解析においては,特に最大の目的となる,100TeV領域における陽子ヘリウムスペクトルの冪形状を精度よく求めるため,イベント選別の信頼性,飛跡再構成方法の信頼性,モンテカルロモデル依存性,検出器内での相互作用位置の影響など,様々な系統的調査を実施した.

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (56件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 16件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 16件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 15件、 招待講演 7件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Pisa University & INFN/Florence University & INFN/IFAC-CNR(イタリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] NASA Goddard Space Flight Center/Louisiana State University/Washington University St. Louis(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Pisa University and INFN/Florence University and INFN/IFAC-CNR(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] NASA Goddard Space Flight Center/Louisiana State University/Washington University St. Louis(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct Measurement of the Cosmic-Ray Carbon and Oxygen Spectra from 10??GeV/n to 2.2??TeV/n with the Calorimetric Electron Telescope on the International Space Station2020

    • 著者名/発表者名
      Adriani O.、Akaike Y.、Asano K.、Asaoka Y.、Bagliesi M.G.、Berti E.、Bigongiari G.、Binns W.R.、Bongi M.、Brogi P.、Bruno A.、Buckley J.H.、Cannady N.、Castellini G.、Checchia C.、Cherry M.L.、Collazuol G.、Ebisawa K.、Fuke H.、Gonzi S.、Guzik T.G.、Hams T.、Hibino K.、Ichimura M. 他
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 125 号: 25 ページ: 251102-251102

    • DOI

      10.1103/physrevlett.125.251102

    • 関連する報告書
      2020 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] Direct Measurement of the Cosmic-Ray Proton Spectrum from 50 GeV to 10 TeV with the Calorimetric Electron Telescope on the International Space Station2019

    • 著者名/発表者名
      O,Adriani, Y.Asaoka, M.Mori, S.Torii et al. (CALET Collaboration)
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 122 号: 18 ページ: 181102-181102

    • DOI

      10.1103/physrevlett.122.181102

    • 関連する報告書
      2019 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] Measurements of Heavy Cosmic-Ray Nuclei Spectra with CALET on the ISS2019

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

      Journal of Physics: Conf. Series (26th Extended European Cosmic Ray Symposium)

      巻: 1181 ページ: 012042-012042

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1181/1/012042

    • 関連する報告書
      2019 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] The CALorimetric Electron Telescope (CALET) on the International Space Station: Results from the First Two Years2019

    • 著者名/発表者名
      Y Asaoka et al. (CALET Collaboration)
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conf. Series (26th Extended European Cosmic Ray Symposium)

      巻: 1181 ページ: 012003-012003

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1181/1/012003

    • 関連する報告書
      2019 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] The CALorimetric Electron Telescope (CALET) on the International Space Station2019

    • 著者名/発表者名
      Shoji Torii and Pier Simone Marrocchesi for the CALET collaboration
    • 雑誌名

      Advances in Space Research

      巻: 64 号: 12 ページ: 2531-2537

    • DOI

      10.1016/j.asr.2019.04.013

    • 関連する報告書
      2019 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] Measurement of cosmic-ray carbon and oxygen energy spectra with CALET2019

    • 著者名/発表者名
      Paolo Maestro for the CALET collaboration
    • 雑誌名

      Advances in Space Research

      巻: 64 号: 12 ページ: 2538-2545

    • DOI

      10.1016/j.asr.2019.04.015

    • 関連する報告書
      2019 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] The CALorimetric Electron Telescope (CALET) on the International Space Station: Results from the First Two Years of Operation2019

    • 著者名/発表者名
      Asaoka Y、et al
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 208 ページ: 13001-13001

    • DOI

      10.1051/epjconf/201920813001

    • 関連する報告書
      2019 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] Radiation dose during relativistic electron precipitation events at the International Space Station2019

    • 著者名/発表者名
      Ueno H., Nakahira S., Kataoka R., Asaoka Y., Torii S., Ozawa S., Matsumoto H., Bruno A., Nolfo G.A., Collazuol G., Ricciarini S.B.
    • 雑誌名

      Space Weather

      巻: - 号: 7 ページ: 209431-7

    • DOI

      10.1029/2019sw002280

    • 関連する報告書
      2019 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] An Interpretation of the Cosmic Ray Electron + Positron Spectrum from 10 GeV to 3 TeV Measured by CALET on the ISS2019

    • 著者名/発表者名
      Saptashwa Bhattacharyya, Holger Motz, Yoichi Asaoka, Shoji Torii
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics D

      巻: 28 号: 02 ページ: 1950035-1950035

    • DOI

      10.1142/s0218271819500354

    • 関連する報告書
      2019 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] The CALorimetric Electron Telescope (CALET) on the International Space Station2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Asaoka et al. (CALET Collaboration)
    • 雑誌名

      Proceedings of Science (ICRC2019)

      巻: 358 ページ: 0011-16

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurements of Heavy Cosmic Ray Nuclei Fluxes with CALET2019

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

      Proceedings of Science (ICRC2019)

      巻: 358 ページ: 0341-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of the Proton Spectrum with CALET on the ISS2019

    • 著者名/発表者名
      P.S.Morrocchesi et al. (CALET Collaboration)
    • 雑誌名

      Proceedings of Science (ICRC2019)

      巻: 358 ページ: 1031-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis of CALET Data for Anisotropy in Electron+Positron Cosmic Rays2019

    • 著者名/発表者名
      H.Motz and Y.Asaoka (CALET Collaboration)
    • 雑誌名

      Proceeding of Science (ICRC2019)

      巻: 358 ページ: 1121-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] CALET Ultra Heavy Cosmic Ray Observations on the ISS2019

    • 著者名/発表者名
      B. F. Rauch, W. Binns et al. (CALET Collaboration)
    • 雑誌名

      Proceeding of Science (ICRC2019)

      巻: 358 ページ: 1301-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Extended Measurement of Cosmic-Ray Electron and Positron Spectrum from CALET on the ISS2019

    • 著者名/発表者名
      S.Torii et al. (CALET Collaboration)
    • 雑誌名

      Proceeding of Science (ICRC2019)

      巻: 358 ページ: 1421-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Interpretation of the CALET Electron+Positron Spectrum concerning Dark Matter Signatures2019

    • 著者名/発表者名
      H. Motz, Y. Asaoka and S. Bhattacharyya
    • 雑誌名

      Proceeding of Science (ICRC2019)

      巻: 358 ページ: 5331-8

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] CALETによる10GeV/nから2.2TeV/nの炭素と酸素のエネルギースクトル観測結果2021

    • 著者名/発表者名
      赤池陽水
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] CALETによる5年間の観測の進展と運用の報告2021

    • 著者名/発表者名
      田村忠久
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] CALETによる5年間の軌道上観測の成果と展望2021

    • 著者名/発表者名
      鳥居祥二
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] CALORIMETRIC ELECTRON TELESCOPE (CALET) ON THE INTERNATIONAL SPACE STATION2021

    • 著者名/発表者名
      Shoji Torii
    • 学会等名
      43rd COSPAR Scientific Assembly (online)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CALETによる宇宙線原子核のエネルギースペクトルの観測2021

    • 著者名/発表者名
      赤池陽水
    • 学会等名
      第21回宇宙科学シンポジウム(オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] CALETによる5年間の観測の進展状況と運用の概要2021

    • 著者名/発表者名
      田村忠久
    • 学会等名
      第21回宇宙科学シンポジウム(オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 国際宇宙ステーション搭載CALETによる5年間観測の成果2021

    • 著者名/発表者名
      鳥居祥二
    • 学会等名
      第21回宇宙科学シンポジウム(オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] CALETによる4.5年間の軌道上観測の最新成果2020

    • 著者名/発表者名
      鳥居祥二
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会(2020) オンライン
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CALET:4年半にわたる軌道上運用のまとめ2020

    • 著者名/発表者名
      浅岡陽一
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会(2020) オンライン
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CALETによる原子核エネルギースペクトルの観測2020

    • 著者名/発表者名
      赤池陽水
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会(2020) オンライン
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 国際宇宙ステーション搭載CALETの最新成果2020

    • 著者名/発表者名
      鳥居祥二
    • 学会等名
      第20回宇宙科学シンポジウム, 宇宙科学研究所, 相模原
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CALETの運用状況と電子、陽子・原子核スペクトル2020

    • 著者名/発表者名
      浅岡陽一
    • 学会等名
      第20回宇宙科学シンポジウム, 宇宙科学研究所, 相模原
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] High Energy Gamma-rays and Gamma-ray Bursts Observations by CALET2020

    • 著者名/発表者名
      T. Sakamoto
    • 学会等名
      第20回宇宙科学シンポジウム, 宇宙科学研究所, 相模原
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CALET: Calorimetric Electron Telescope2019

    • 著者名/発表者名
      Pier Simone Marrocchesi
    • 学会等名
      XSCRC2019: Cross sections for Cosmic Rays, CERN, Geneva, Switzerland
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent Results and Dark Matter Search with CALET on the ISS2019

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Asaoka
    • 学会等名
      Dark Matter searches in the 2020s - At the crossroads of the WIMP, ICRR, University of Tokyo, Kashiwa, Japan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CALET Results after Three Years on the International Space Station2019

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Asaoka
    • 学会等名
      16th International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics, Toyama, Japan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Calorimetric Electron Telescope on the International Space Station2019

    • 著者名/発表者名
      Shoji Torii
    • 学会等名
      Calorimetry for the High Energy Frontier: CHEF2019, Kyushu Univ. Fukuoka, Japan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CALET on the International Space Station: the First Three Years of Operations2019

    • 著者名/発表者名
      Paolo Brogi
    • 学会等名
      8th International Conference on New Frontiers in Physics (ICNFP2019), Crete, Greece
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The CALorimetric Electron Telescope (CALET) on the International Space Station2019

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Asaoka
    • 学会等名
      ICRC2019: 36th International Cosmic Ray Conference, Madison, WI, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Interpretation of the CALET Electron+Positron Spectrum concerning Dark Matter Signatures2019

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz
    • 学会等名
      ICRC2019: 36th International Cosmic Ray Conference, Madison, WI, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurements of Heavy Cosmic Ray Nuclei Fluxes with CALET2019

    • 著者名/発表者名
      Yosui Akaike
    • 学会等名
      ICRC2019: 36th International Cosmic Ray Conference, Madison, WI, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of the Proton Spectrum with CALET on the ISS2019

    • 著者名/発表者名
      Pier Simone Marrocchesi
    • 学会等名
      ICRC2019: 36th International Cosmic Ray Conference, Madison, WI, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of CALET Data for Anisotropy in Electron+Positron Cosmic Rays2019

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz
    • 学会等名
      ICRC2019: 36th International Cosmic Ray Conference, Madison, WI, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CALET Ultra Heavy Cosmic Ray Observations on the ISS2019

    • 著者名/発表者名
      Brian F. Rauch
    • 学会等名
      ICRC2019: 36th International Cosmic Ray Conference, Madison, WI, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extended Measurement of Cosmic-Ray Electron and Positron Spectrum from CALET on the ISS2019

    • 著者名/発表者名
      Shoji Torii
    • 学会等名
      ICRC2019: 36th International Cosmic Ray Conference, Madison, WI, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Overview of CALET Observations after 3 Years on ISS2019

    • 著者名/発表者名
      Pier Simone Marrocchesi
    • 学会等名
      EPS-HEP2019: European Physical Society Conference on High Energy Physics, Ghent, Belgium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CALET Results after Three Years on Orbit on the International Space Station2019

    • 著者名/発表者名
      Paolo Maestro
    • 学会等名
      ISCRA2019: International Sympsium on Cosmic Rays and Astrophysics, MEPhI, Moscow, Russia
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Calorimetric Electron Telescope2019

    • 著者名/発表者名
      Pier Simone Marrocchesi
    • 学会等名
      Next Generation of Astroparticle Experiments in Space (NextGapes-2019) , Moscow, Russia
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CALETによる軌道上観測の最新成果2019

    • 著者名/発表者名
      鳥居祥二
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会 山形大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CALETによる宇宙線直接観測:陽子スペクトルの漸次的な硬化の高精度検出2019

    • 著者名/発表者名
      浅岡陽一
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会 山形大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] CALETによる炭素と酸素のエネルギースペクトル測定2019

    • 著者名/発表者名
      赤池陽水
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会 山形大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Search for Anisotropy in Electron+Positron Cosmic Rays using CALET Data2019

    • 著者名/発表者名
      Holger Motz
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会 山形大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙線直接観測と暗黒物質の間接探索2019

    • 著者名/発表者名
      浅岡陽一
    • 学会等名
      ダークマターの懇談会 早稲田大学
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] CALET-カロリメータ型宇宙電子線望遠鏡

    • URL

      https://calet.jp

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] DARTS/CALET at ISAS/JAXA

    • URL

      http://darts.jaxa.jp/astro/calet

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 高エネルギー電子・ガンマ線観測装置(CALET)

    • URL

      https://iss.jaxa.jp/kiboexp/equipment/ef/calet

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi