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2017 年度 実績報告書

sub-PeV領域宇宙ガンマ線で見る高エネルギー宇宙

研究課題

研究課題/領域番号 15H02084
研究機関東京大学

研究代表者

瀧田 正人  東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (20202161)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード宇宙線 / ガンマ線 / ミューオン / 太陽の影 / IMF磁場 / 空気シャワー / 水チェレンコフ / NKG関数
研究実績の概要

チベット空気シャワー観測装置と世界最大(4200m2)の水チェレンコフ型地下ミューオン観測装置との連動実験を行い、世界最高感度でsub-PeV領域宇宙ガンマ線放射天体を世界に先駆けて発見することを目指す。また、関した高エネルギー宇宙線に関する研究を行う。地下ミューオン観測装置により、ミューオンを伴う原子核起源空気シャワーによる雑音とミューオンを伴わないガンマ線起源空気シャワーによる信号の弁別が可能となる。
本年度は空気シャワー観測装置と地下ミューオン観測装置の連動観測の継続、観測装置の校正や保守を行い、シミュレーション及びデータ解析に従事する研究支援者1名を雇用して研究を推進した。sub-PeV領域ガンマ線を検出するためには、エネルギー分解能の向上がキー要素のひとつであり、新しいエネルギー決定方法を開発をした。シミュレーションで発生させたガンマ線の作る空気シャワーの横広がり分布をNKG関数を用いてフィットした。空気シャワーのコア中心から50m離れた場所の粒子密度S50を用いるエネルギー決定方法は、現状の粒子密度の総和を用いる決定方法より約2倍エネルギー分解能が優れていることが判明し、S50をエネルギーの決定方法(分解能は約20%@0.1PeV)として採用することになった。解析ツールの開発が終了し、数年分のデータを用いたSub-PeV領域ガンマ線放射天体を探索し、近々研究成果を取り纏め予定である。
また、高エネルギー宇宙線に関する研究の一例として、宇宙線中の太陽の影の南北方向のずれを用いて太陽地球間磁場(IMF)の研究を行った。地球・太陽間のIMF磁場はTOWARD方向とAWAY方向に時期に分けられ、宇宙線中の太陽の影を南北方向にシフトさせる。南北方向のシフトの観測値を予想値と比較し、太陽モデルで採用されているIMF磁場が50%程度大きすぎることを示唆する結果を得た。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 10件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] 高能物理研究所/国家天文台/チベット大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      高能物理研究所/国家天文台/チベット大学
    • 他の機関数
      6
  • [国際共同研究] サンアンドレス大学(ボリビア)

    • 国名
      ボリビア
    • 外国機関名
      サンアンドレス大学
  • [雑誌論文] Evaluation of the Interplanetary Magnetic Field Strength Using the Cosmic-Ray Shadow of the Sun2018

    • 著者名/発表者名
      M. Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 120 ページ: 031101-1-6

    • DOI

      10/1103/PhysRevLett.120.031101

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Energy determination of gamma-ray induced air showers observed by an extensive air shower array2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kawata et al.
    • 雑誌名

      Experimental Astronomy

      巻: 44 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1007/s10686-017-9530-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The bursts of high energy events observed by the telescope array surface detector2017

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

      Physics Letters A

      巻: 35 ページ: 2565-2572

    • DOI

      10.1016/j.physleta.2017.06.022

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Energy Spectrum of Cosmic-Ray Electron and Positron from 10 GeV to 3 TeV Observed with the Calorimetric Electron Telescope on the International Space Station2017

    • 著者名/発表者名
      O. Adriani et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 119 ページ: 181101-1-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.119.181101

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Tibet MD+AS Project2017

    • 著者名/発表者名
      M. Amenomori et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of ICRC2017, Busan, Korea, July 12-20, (2017)

      巻: ID831 ページ: 1-7

    • 国際共著
  • [学会発表] チベット空気シャワーアレイで観測された太陽の影による太陽磁場構造の研究102018

    • 著者名/発表者名
      中村佳昭
    • 学会等名
      日本物理学会(東京理科大学野田キャンパス 3月22日~3月25日)
  • [学会発表] ALPACA実験7: ALPAQUITA進捗状況22018

    • 著者名/発表者名
      川田和正
    • 学会等名
      日本物理学会(東京理科大学野田キャンパス 3月22日~3月25日)
  • [学会発表] Study of the magnetic field between the Sun and the Earth by the Sun shadow2017

    • 著者名/発表者名
      M. Takita for the Tibet ASgamma Collboration
    • 学会等名
      AOGS2017, Singapore, Aug 6-11, 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] The Tibet AS+MD Project; status report 20172017

    • 著者名/発表者名
      M. Takita for the Tibet ASgamma Collaboration
    • 学会等名
      ICRC2017, Busan, Korea, July 12-20, 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Solar magnetic field strength and the Sun's Shadow observed by the Tibet Air Shower Array2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakamura for the Tibet ASgamma Collaboratoin
    • 学会等名
      ICRC2017, Busan, Korea, July 12-20, 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Interplanetary Coronal Mass Ejection and the Sun's Shadow Observed by the Tibet Air Shower Array2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kawata for the Tibet ASgamma Collaboratoin
    • 学会等名
      ICRC2017, Busan, Korea, July 12-20, 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of high energy cosmic rays by the new Tibet hybrid experiment2017

    • 著者名/発表者名
      J. Huang for the Tibet ASgamma Collaboratoin
    • 学会等名
      ICRC2017, Busan, Korea, July 12-20, 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] The overview of the ALPACA Experiment2017

    • 著者名/発表者名
      M. Ohnishi for the ALPACA Collaboration
    • 学会等名
      ICRC2017, Busan, Korea, July 12-20, 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] ALPAQUITA Array in the ALPACA Project2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kawata for the ALPACA Collaboration
    • 学会等名
      ICRC2017, Busan, Korea, July 12-20, 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Overview and current status of the ALPACA experiment2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sako for the ALPACA Collaboration
    • 学会等名
      TeVPA2017, Colombus, Ohio, U.S.A., August 7-11, 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] ALPACE experiment2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sako for the ALPACA Collaboration
    • 学会等名
      The VII School on Cosmic Rays and Astrophysics, Escuela Politécnica Nacional, Quito, Ecuador, August 21-September 1, 2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Sub- and multi-TeV cosmic ray anisotropies observed with Japanese underground muon detectors and the Tibet Air shower experiment2017

    • 著者名/発表者名
      K. Munakata
    • 学会等名
      CRA2017, Guadalajara, Jalisco, Mexico, October 10-13
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 空気シャワーコア検出器を用いたTeV領域軽原子核宇宙線スペクトルの研究2017

    • 著者名/発表者名
      片岡幹博
    • 学会等名
      日本物理学会(宇都宮大学峰キャンパス 9月12日~9月15日)
  • [学会発表] ALPACA実験6: ALPAQUITAの進捗状況2017

    • 著者名/発表者名
      堀田直己
    • 学会等名
      日本物理学会(宇都宮大学峰キャンパス 9月12日~9月15日)
  • [学会発表] チベット空気シャワーアレイで観測された太陽の影による太陽磁場構造の研究82017

    • 著者名/発表者名
      川田和正
    • 学会等名
      日本物理学会(宇都宮大学峰キャンパス 9月12日~9月15日)
  • [学会発表] チベット空気シャワーアレイで観測された太陽の影による太陽磁場構造の研究92017

    • 著者名/発表者名
      中村佳昭
    • 学会等名
      日本物理学会(宇都宮大学峰キャンパス 9月12日~9月15日)
  • [備考] Tibet ASgamma実験

    • URL

      http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/em/index-j.html

  • [備考] ALPACA実験

    • URL

      http://alpaca-experiment.org/index_ja.html

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公開日: 2018-12-17  

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