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2015 年度 実績報告書

テレスコープアレイ実験による極高エネルギーガンマ線・ニュートリノ探索

研究課題

研究課題/領域番号 14J01385
研究機関東京大学

研究代表者

山崎 勝也  東京大学, 地震研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
キーワード極高エネルギーガンマ線 / 極高エネルギー宇宙線
研究実績の概要

一次粒子のエネルギーが 10の19乗 eV 以上の宇宙線は極高エネルギー宇宙線と呼ばれ、その起源は未だ解明されていない。極高エネルギー宇宙線のエネルギースペクトルや粒子種の測定は既にある程度達成されており、これ以上の大幅な結果の改善はすぐには望めず、この状況を打破するためには新たな視点を取り入れた解析が必要である。そこで本研究ではテレスコープアレイ(TA)実験観測データから極高エネルギーガンマ線・ニュートリノを探索し、その結果を理論モデルなどと比較することで、これまでとは別の視点から極高エネルギー宇宙線の起源を解明することを目的としている。
昨年度に引き続き、TA実験の地表検出器と大気蛍光望遠鏡による同時観測空気シャワー事象を用いて極高エネルギーガンマ線を探索した。解析結果の信頼性向上のため、モンテカルロシミュレーションの統計数を増やし、一次ガンマ線・陽子の検出効率を再計算した。また、この再計算結果を受けてガンマ線の選別基準を改善し、ガンマ線の探索効率を向上させた。更に、系統誤差についてより詳細に検討し、複数存在する高エネルギー相互作用モデルによる系統誤差を考慮するため、高エネルギー相互作用モデル毎のモンテカルロシミュレーションを現在作成中である。
2008年5月から2013年7月までの地表検出器と大気蛍光望遠鏡による同時観測事象を用いた極高エネルギーガンマ線事象探索の結果は、得られた一次ガンマ線候補事象の数は、一次陽子のシミュレーションから期待される誤判定事象数と無矛盾であった。この結果を用いて全粒子スペクトルの内に極高エネルギーガンマ線が占める割合の上限値を得た。これは地表検出器と大気蛍光望遠鏡を用いたハイブリッド法によるものとしては、北半球で初の成果である。
以上の成果を第34回宇宙線国際会議(オランダ、2015年7月)にて発表した。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of Utah/The State University of New Jersey(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Utah/The State University of New Jersey
  • [国際共同研究] Ewha Womans University/Hanyang University/Yonsei University(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Ewha Womans University/Hanyang University/Yonsei University
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] the Russian Academy of Sciences/Moscow M.V. Lomonosov State University(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      the Russian Academy of Sciences/Moscow M.V. Lomonosov State University
  • [国際共同研究] Universite Libre de Bruxelles(ベルギー)

    • 国名
      ベルギー
    • 外国機関名
      Universite Libre de Bruxelles
  • [雑誌論文] The hybrid energy spectrum of Telescope Array’s Middle Drum Detector and surface array2015

    • 著者名/発表者名
      R.U. Abbasi et al.
    • 雑誌名

      Astroparticle Physics

      巻: 68 ページ: 27, 44

    • DOI

      10.1016/j.astropartphys.2015.02.008

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A northern sky survey for point-like sources of EeV neutral particles with the Telescope Array experiment2015

    • 著者名/発表者名
      R.U. Abbasi et al.
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

      巻: 804 ページ: 1, 11

    • DOI

      10.1088/0004-637X/804/2/133

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of the proton-air cross section with Telescope Array’s Middle Drum detector and surface array in hybrid mode2015

    • 著者名/発表者名
      R.U. Abbasi et al.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 92 ページ: 032007

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.92.032007

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Search for UHE Photons with the Telescope Array Hybrid Detector2015

    • 著者名/発表者名
      K. Yamazaki for the Telescope Array Collaboration
    • 雑誌名

      Proceedings of 34th ICRC

      巻: 356 ページ: 1, 8

    • 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Search for UHE Photons with the Telescope Array Hybrid Detector2015

    • 著者名/発表者名
      K. Yamazaki for the Telescope Array Collaboration
    • 学会等名
      34th International Cosmic Ray Conference
    • 発表場所
      The Hague, Netherlands
    • 年月日
      2015-07-30 – 2015-08-06
    • 国際学会
  • [備考] Telescope Array Home Page

    • URL

      http://www.telescopearray.org/

  • [備考] テレスコープアレイ実験 WEBSITE

    • URL

      http://www-ta.icrr.u-tokyo.ac.jp/

URL: 

公開日: 2016-12-27   更新日: 2022-02-16  

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