CERNの高エネルギー電子ビームを用いた宇宙線観測装置の開発研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08041112
• 研究機関: 神奈川大学
• 研究代表者: 鳥居 祥二 神奈川大学, 工学部, 助教授 (90167536)
• 研究分担者: LUCIANO Peri トリノ大学, 助教授 ; GIAMPAOLO Ma トリノ大学, 研究員 ; PIO Picchi トリノ大学, 教授 ; 鈴木 聡 トリノ大学, 客員教授 ; 湯田 利典 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (60092368) ; 山上 隆正 文部省, 宇宙科学研究所, 助教授 (40013718) ; 田村 忠久 神奈川大学, 工学部, 助手 (90271361) ; 吉田 賢二 神奈川大学, 工学部, 助手 (90260984) ; 柏木 利介 神奈川大学, 工学部, 専任講師 (40202006) ; 笠原 克昌 神奈川大学, 工学部, 助教授 (00013425) ; 西村 純 神奈川大学, 工学部, 教授 (40013619)
• キーワード: 電子 / 加速器 / シンチファイバー / 宇宙線 / 高エネルギー / CERN

研究概要

これまで気球による宇宙線電子成分の観測に用いた観測装置を、スイス連邦ジュネ-ブ市にある欧州共同原子核研究所(CERN)に輸送し、観測と同じエネルギー領域(5GeV〜100GeV)の電子ビームに照射して装置のキャリブレーションをおこなった。この装置はシンチレーションファイバーを用いたイメージング・カロリメータでシャワーの3次元的発達の様子から電子の選別とエネルギー測定を同時に行なう新しい原理にもとずく装置である。ビームテストはCERNのWest AreaにあるT1/X5のテストビームラインを用いて、9月6日から9月18日の13日間行なった。この間に、約20万例の電子をさまざまな条件で装置に照射し、得られた約5GBytesのデータはすべてテープに記録した。実験の実施にあたっては、装置を載せる移動式架台や装置の搬入、移動作業にCERN側の全面的協力がえられスケジュール通りの実験が行なわれた。当初は電子ビームのテストのみを予定していたが、3日間の予備日が利用可能となりハドロン(パイ中間子)の予備的テストも行なうことができた。
これまでのデータ解析により、以下のような装置性能が確認されている。
・シャワーの広がり利用した電子選別性能:気球観測データと一致。
・エネルギー分解能:15〜18%。
・シャワー軸の再現精度(角度分解能):約2度。
以上の解析結果をもとに、気球観測データを用いた電子のエネルギースペクトルの予備的結果が求まっている。これらの内容は、国内外の会議ですでに一部を発表している。
平成9年度には陽子ビームによるテストが決定しており、このテストで陽子除去率の確定を行ない、今後のさらに除去率の高い装置製作のための基礎データをえる予定である。

研究成果

• [文献書誌] Shoji Torii: "Balloon Borne Electron Telescope with Scintillating Fibers" Proc.of Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers. 2806. 145-154 (1996)
• [文献書誌] Shoji Torii: "A Balloon Borne Electron Telescope with Scintillating Fibers" Proc.of 20th International Symposium on Space Technology and Science. (1996)
• [文献書誌] Shoji Torii: "An Imaging-Calorimeter Telescope for Electron Observation Using Scintillating Fibers" Proc.of UCLA International Conf.on Imaging Detectors. 35-43 (1996)
• [文献書誌] 鳥居祥二: "BETS-2による高エネルギー電子観測" 飛翔体による宇宙線観測研究会(東京大学宇宙線研). 38-47 (1996)
• [文献書誌] 鳥居祥二: "シンチファイバーを用いた電子観測" 平成8年度大気球シンポジウム(宇宙科学研究所). (予定).
• [文献書誌] 田村忠久: "BETS-2の観測-シャワー画像解析" 平成8年度大気球シンポジウム(宇宙科学研究所). (予定).