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2004 年度 実績報告書

最高エネルギー宇宙線の高信頼度シミュレーション手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15077205
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

笠原 克昌  芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (00013425)

研究分担者 井戸川 知之  芝浦工業大学, システム工学部, 助教授 (40257225)
水谷 興平  埼玉大学, 理学部, 教授 (60008844)
井上 直也  埼玉大学, 理学部, 助教授 (40168456)
増田 公明  名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教授 (40173744)
キーワード超高エネルギー宇宙線 / GZKカットオフ / モンテカルロ・シミュレーション / LHC
研究概要

シミュレーションコードの開発および実行用のPCクラスタを構築した。150GHz相当の処理能力を持つ.当初ネットワーク環境が不安定であったが,安定化に成功した.ジョブ制御にはSun Grid Engine,コンパイラにはIntel Fortran, C,C++、およびJava環境を導入した。RedHatLinux9.0をupdateする事により,当初2GB以上のファイルの作製に問題点があったのが解消された.宇宙線の大気中でのFull SimulationコードCosmosを稼働させ、10^<17>eVまでの直接Full Simulationが可能な事を実証した.10^<17>eVの陽子入射に対しては、およそ1週間のcpu時間が必要である.さらに並列分散処理の方法をCosmosコードに組み込む事に成功,10^<19>eVのFull Simulationを10日間で可能とした.現在これらの結果を再現し、GZKカットオフを越える10^<21>eVまで外挿が可能な超高速コードの開発を行っている。超高速コードの開発は本計画研究班とBO2(最高エネルギー粒子放射源の同定による粒子線天文学の確立)班との共同作業でJavaを用いた拡張性に富むコードになる予定である.
LHC関係:2007年以降に完成するLHCを用いる実験は,数100GeV〜数TeVのガンマ線とTeV領域の中性子を観測し,そのエネルギースペクトルを求める計画である.測定にはタングステンとプラスチックシンチレータからなるカロリメータを使用する.また,粒子の起こすカスケードシャワーを観測する際,その入射位置を300ミクロンメータ程度以上の分解能で知るために,シンチレーティング・ファイバーを使用し,読み出しをMAPMT(Multi-Anode Photo Multiplier)で行う.装置はLHCのビームパイプの構造上極めて狭隘な空間に設置する必要があり,装置の小型化が必須である.MAPMTからのアナログ信号は512chになるが,それらを高速に読み出し,ディジタイズするため,ノルウエーのIDE社に特注・カスタマイズしたViking chipを使う.これらの高速処理が必須であるが,そのための回路開発を行った.

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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