TeV領域宇宙電子のNASAとの共同観測

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10041126
• 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: 吉田 賢二 神奈川大学, 工学部, 助手 (90260984) ; 田村 忠久 神奈川大学, 工学部, 助手 (90271361) ; 立山 暢人 神奈川大学, 工学部, 助教授 (30102239) ; 山上 隆正 , 文部省・宇宙科学研究所, 助教授 (40013718) ; 笠原 克昌 芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (00013425)
• キーワード: 宇宙線 / 電子 / 高エネルギー / 気球 / シンチファイバー / カロリメータ / 日米共同 / 宇宙

研究概要

我々はこれまでにBETSと呼ばれる新しい原理にもとづく電子観測装置を開発し、超新星爆発における電子加速機構の解明のため、国内において気球観測を行ってきた。この研究では、電子観測を飛躍的に発展させるために米国NASAの研究者と共同して、100日におよぶ長期間気球観測(ULDB)を計画し、共同提案書を作成してNASAのAOに応募した。この提案は受理されなかったが、この過程で将来の共同研究グループが形成されている。平成11年度は、この将来の共同観測の可能性について、宇宙研グループがブラジルとオーストラリア横断気球の調査を行い、昭和基地における南極周回気球の可能性についても調査、検討を行った。この結果、数年後にはいずれの観測も実施できる目処が立っている。さらに、将来のスペースステーションにおける、日米共同観測の可能性についても、米国で調査、研究を行い近々共同観測提案を行う予定である。
これらの、調査研究と平行して、観測装置の基本部分である飛跡検出部の性能テストをCERNの陽子ビームを用いて行なった。1mm角のシンチファイバー64本を64アノードのコンパクト型ホトマル(Hamamatsu)に接続した装置を、位置分解能0.25mmのホドスコープとならべて陽子ビームを照射した。その結果、最小電離損失の荷電粒子の検出効率はほぼ100%で、クロストークは数%以内であることが確認され、十分に所期の性能を発揮していることが確かめられている。このほか、装置開発のためのシミュレーション計算、電子加速とガンマ線スペクトルの関係や電子の銀河内伝播の計算も実施した。現在、これらの成果は論文にまとめており、平成12年度内には出版の予定である。

研究成果

• [文献書誌] Shoji Torii et al.: "The Balloon-Borne Electron Telescope with Scintillating Fibers(BETS)"Nuclear Instrument and Methods A. (発表予定).
• [文献書誌] Shoji Torii et al.: "Detection of TeV Electrons as an Evidence of the Acceleration in Nearby Sources"Advances in Space Research. (発表予定).
• [文献書誌] Shoji Torii et al.: "The Calorimetric Electron Telescope(CALET) for the JEM Exposure Facility"AIP Conference Proc.(STAIF 2000). 504. 187-192 (2000)
• [文献書誌] Shoji Torii et al.: "Measurement of High Energy Cosmic Ray Electrons with a Polar Patrol Ballon"Advances in Polar Upper Atmosphere Research. 13. 176-181 (1999)
• [文献書誌] Shoji Torii et al.: "Measurment of TeV Electrons on ISS/JEM"AIP Conference Proc.(STAIF 1999). 458. 522-531 (1999)
• [文献書誌] A. Gorine Shoji Torii et al.: "Preliminary Study of a Topological Trigger Device for Cosmic-Ray Detectors."Nuclear Instrument and Methods. A421. 60-68 (1999)