高エネルギー宇宙ニュートロンの探索

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04402003
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 手嶋 政廣 東京大学, 宇宙線研究所, 助教授 (40197778)
• 研究分担者: 水本 好彦 神戸大学, 理学部, 助教授 (20219653) ; 石川 文雄 東京大学, 宇宙線研究所, 助手 (30092133) ; 林田 直明 東京大学, 宇宙線研究所, 助手 (50114616) ; 木舟 正 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (40011621) ; 永野 元彦 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (00013384)
• キーワード: 宇宙線 / 空気シャワー / 中性子 / シンチレーション / 光電子増倍管

研究概要

マルチアノード光電子増倍管4本からなるピクセル数256chのカメラを2台、それらに対応するアンプ、データ収集システムを組み上げた。システム全体としてのチェック、較正をおこなった後、米国ユタ州Dugwayの砂漠に運び、ユタ大の製作した口径2.3mの固定鏡の焦点面に取りつけ、昨年の秋よりユタ大のHiResolution Fly's Eyeと連動して観測を行っている。現在、データの蓄積中である。
望遠鏡システムとしてはピクセルサイズは0.3°×0.3°で、視野6°×15°を覆うものである。超高エネルギー宇宙線からのシンチレーション光測定に対してもっとも検出効率が上がるように(遠方まで見えるように)、望遠鏡の視野中心は高度角19°と、ほぼ水平に近い方向に向けている。
現地では観測中に、大気中に放出されるXeランプによる光フラッシュ、YAGレーザーの3倍高調波(355nm)による光ビームによりオンラインでの較正を行っている。この較正システムにより、常時、システムの動作、大気の様子を確認している。Preliminaryなデータ解析によれば、望遠鏡視野を貫通するイメージをもつ空気シャワーの到来方向は(検出器とシャワー軸を通る平面の法線が)〜0.1°の精度で決定できることがわかった。従来の観測精度(2-3°)と比較すれば、格段に観測精度を上げたことになる。
ユタでの観測はこの3月まで行い、装置を日本に持ち帰り明野での広域空気シャワー観測装置との連動観測実験を継続して行う予定である。

研究成果

• [文献書誌] Yoshida et al.: "The Cosmic Ray Energy Spectrum above3×10^<18>eV by the Akeno Giant Air Shower Array" to be published in Astroparitcle Physics. (1995)
• [文献書誌] Hayashida et al.: "The Observation of a Very Energetic Cosmic Ray well beyond the Predicted 2.7K Cutoff in the Primary Energy Spectrum" Phys.Rev.Letters. 73. 3491-3494 (1994)
• [文献書誌] Yoshida and Teshima: "Energy Spectrum of Ultra High Energy Cosmic Rays with Extra Galactic Origin," Prog.Theor.Phys.89. 883-846 (1993)
• [文献書誌] Honda et al.: "Inelastic Cross Section for P-Air Collisions from Air Shower Ex-periment and Total Cross Section for P-P Collisions up to √s=24Te" Phys.Rev.Lett.50. 2058-2061 (1993)
• [文献書誌] Chiba et al.: "Possible Evidence for 【greater than or equal】10GeV Neutrons Associated with The Solar Flare of 4 J " Astroparticle Phys.1. 27-32 (1992)
• [文献書誌] Teshima et al.: "Telescope Array for Advanced Studies of Cosmic Rays at The Highest and TeV Energies," Nucl.Phys.B(Proc.Suppl.). 28B. 169-175 (1992)