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2017 年度 実績報告書

拡張テレスコープアレイ実験-最高エネルギー宇宙線で解明する近傍極限宇宙

研究課題

研究課題/領域番号 15H05693
研究機関東京大学

研究代表者

佐川 宏行  東京大学, 宇宙線研究所, 教授

研究期間 (年度) 2015 – 2019
キーワード宇宙線物理学 / 最高エネルギー宇宙線
研究実績の概要

平成29年度の研究実績は以下のとおりである。
1) 宇宙線データ収集システム
テレスコープアレイ(TA)宇宙線観測装置で使用している無線LANモデムが本研究開始前に既に販売中止になったので、新しいモデムでのデータ収集システムを構築した。このデータ収集システムが実際の規模(1通信塔あたり約100台)で稼働するかどうかを予め試験することはたいへん重要である。ただし、本研究のTA拡張計画(TAx4)では、米国土地管理局(Bureau of Land Management : BLM)による地表粒子検出器(Surface Detector : SD)の設置許可がまだ得られていなかった。そこで、前年度(平成29年2月)に現TAサイトおよびTA低エネルギー拡張(TALE)サイトに隣接して設置可能なサイトにTAx4のSDを25台テスト的に設置した。TALEシステムと融合させた形で、100台規模の新データ収集システムとして稼働することを確認した。現在、データ収集の結果を精査して不具合を確認、修正しながら、安定稼働へ移行中である。
2) 地表粒子検出器の製作
平成29年には77台のシンチレータ検出器本体の組み立てを山梨県にある宇宙線研究所明野観測所において行い、米国へ輸送した。米国ユタ州ミラード郡デルタ市にある宇宙線センター(CRC)において、180台のSDの最終的な組み立てを大部分完了し、CRCに仮置き中である。
3) TAx4サイトの土地使用の許可取得のための活動
BLMとの土地使用に関する交渉をユタ大学を通して行った。それに関わることとして次の3つの主な活動を行った。
a) SD設置予定箇所すべてに赴いて設置するのに問題がないかを確認した。
約6割のSDの位置に関しては数チームで9日間かけて全地形型車両(ATV)を移動手段として用いてアクセス・調査を行った。残りの約4割に関しては、部分的にATVでアクセスできない領域があることから、ヘリコプターを移動手段として用いて数名で3日間でアクセス・調査を行った。
b) TAx4サイトが広がるミラード郡とジュアブ郡の当局、住民およびその地域の開発を考えている会社に対する説明会を行い、意見を求めた。これに関連して、3度BLMの担当者とTAの担当者で直接の話し合いを行った。
c) TAx4サイト内の遺跡、遺物に関する調査を行った。これは業者に委託してSD設置予定箇所付近にアメリカ先住民が残した遺構・遺物がないかどうかの調査である。
4) 現TA装置の運用を継続しでデータ収集を行っている。その解析結果を国内外の学会で発表した。また、いくつかの結果を学術雑誌に投稿し、ひとつが出版済みで、もうひとつが印刷中である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究の申請時には、平成29年度に地表粒子検出器をTAx4サイトに設置する予定であったが、鳥獣保護期間外の設置可能な期間(平成29年9月~平成30年2月)中にBLMによる設置許可を得ることができなかったので、平成30年度に地表検出器の設置を行う予定である。

今後の研究の推進方策

平成30年度には、日本の予算で25台、TA collaborationの韓国の予算で30台、合わせて55台のTAx4用のSDを組み立てる予定である。また、「8. 研究実績の概要」の3) の調査を反映させた情報に、平成30年度における植物等のサイトの部分調査の微調整をして、TAx4のための環境調査調書とする。最終的な確認の後に、通信塔の建設を行い、260台のSDの設置および通信調整をヘリコプターで行う。その後、データ収集の安定稼働へと移行する。初期稼働状況に関して、平成31年度の宇宙線国際会議で発表する。
その後は、韓国が獲得した予算などに応じて、TAx4サイトに500台を目標としてSDを追加していく予定である。

  • 研究成果

    (40件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 21件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ユタ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ユタ大学
  • [国際共同研究] 成均館大学/漢陽大学/蔚山大学(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      成均館大学/漢陽大学/蔚山大学
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] ロシアアカデミー原子核研究所(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      ロシアアカデミー原子核研究所
  • [国際共同研究] ブリュッセル自由大学(ベルギー)

    • 国名
      ベルギー
    • 外国機関名
      ブリュッセル自由大学
  • [雑誌論文] Depth of Ultra High Energy Cosmic Ray Induced Air Shower Maxima Measured by the Telescope Array Black Rock and Long Ridge FADC Fluorescence Detectors and Surface Array in Hybrid Mode2018

    • 著者名/発表者名
      R. U. Abbasi, D. Ikeda, E. Kido, S. Ogio, S. Nagataki, T. Nonaka, M. Takeda, Y. Tsunesada, S. Udo, et al.
    • 雑誌名

      Astrophysical Journal

    • 査読あり / 国際共著
  • [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, D. Ikeda, E. Kido, S. Ogio, T. Okuda, S. Nagataki, T. Nonaka, M. Takeda, Y. Tsunesada, S. Udo, et al.
    • 雑誌名

      Physics Letters A

      巻: 381 ページ: 2565-2572

    • DOI

      10.1016/j.physleta.2017.06.022

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of energy spectrum of ultra-high energy cosmic rays2017

    • 著者名/発表者名
      Valerio Verzi, Dmitri Ivanov, and Yoshiki Tsunesada
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2017 ページ: 12A103(27)

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx082

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Telescope Array Experiment Highlights on Composition and Anisotropy2018

    • 著者名/発表者名
      Charles C. H. Jui
    • 学会等名
      SOLVAY WORKSHOP (SuGAR 2018), Brussels, Belgium
    • 国際学会
  • [学会発表] TA実験306 : TA実験全体報告2018

    • 著者名/発表者名
      﨏隆志
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会(東京理科大学 野田キャンパス)
  • [学会発表] TA実験307 : TA地表粒子検出器による10^<19>eV以上の宇宙線異方性の探索(4)2018

    • 著者名/発表者名
      野中敏幸
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会(東京理科大学 野田キャンパス)
  • [学会発表] TA実験308 : Correlation between the distribution of the TA events and galaxies in the local universe2018

    • 著者名/発表者名
      Jihyun Kim
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会(東京理科大学 野田キャンパス)
  • [学会発表] TA実験309 : TA地表検出器アレイによる極高エネルギー宇宙線空気シャワーフロント構造の研究2018

    • 著者名/発表者名
      高木芳紀
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会(東京理科大学 野田キャンパス)
  • [学会発表] TA実験312 : TAx4実験全体報告32018

    • 著者名/発表者名
      木戸英治
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会(東京理科大学 野田キャンパス)
  • [学会発表] Telescope Array Experiment2017

    • 著者名/発表者名
      Dmitri Ivanov
    • 学会等名
      The IceCube Particle Astrophysics symposium (IPA2017), Madison, Wisconsin, USA
    • 国際学会
  • [学会発表] Cosmic Rays from 10^<16>-10^<21>eV2017

    • 著者名/発表者名
      John N. Matthews
    • 学会等名
      International Session-Conference of the Section of Nuclear Physics of the Physical Sciences Department of the Russian Academy of Sciences “Physics of fundamental interactions” dedicated to 50th anniversary of Baksan Neutrino Observatory(BNO 50), Nalchik, Russia
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Search for ultrahigh energy photons and neutrino at Telescope Array observatory2017

    • 著者名/発表者名
      Grigori I. Rubtsov
    • 学会等名
      International Session-Conference of the Section of Nuclear Physics of the Physical Sciences Department of the Russian Academy of Sciences “Physics of fundamental interactions” dedicated to 50th anniversary of Baksan Neutrino Observatory(BNO 50), Nalchik, Russia
    • 国際学会
  • [学会発表] Proton-Air Cross Section and Composition of Ultra High Energy CR Observed By Telescope Array2017

    • 著者名/発表者名
      William Hanlon
    • 学会等名
      The 17th conference on Elastic and Diffractive scattering(EDS Blois 2017), Prague, Czech Republic
    • 国際学会
  • [学会発表] The TAx4 experiment2017

    • 著者名/発表者名
      Eiji Kido
    • 学会等名
      The 35th International Cosmic Ray Conference, Busan, Korea
    • 国際学会
  • [学会発表] Highlights from the Telescope Array2017

    • 著者名/発表者名
      John N. Matthews
    • 学会等名
      The 35th International Cosmic Ray Conference, Busan, Korea
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] All-sky search for correlations in the arrival directions of astrophysical neutrino candidates and ultrahigh-energy cosmic rays2017

    • 著者名/発表者名
      I. A. Samarai
    • 学会等名
      The 35th International Cosmic Ray Conference, Busan, Korea
    • 国際学会
  • [学会発表] Telescope Array search for EeV photons and neutrinos2017

    • 著者名/発表者名
      Grigori I. Rubtsov
    • 学会等名
      The 35th International Cosmic Ray Conference, Busan, Korea
    • 国際学会
  • [学会発表] Testing the agreement between the Xmax distributions measured by the Pierre Auger and Telescope Array Observations2017

    • 著者名/発表者名
      Vitor de Souza
    • 学会等名
      The 35th International Cosmic Ray Conference, Busan, Korea
    • 国際学会
  • [学会発表] Report of the Telescope Array-Pierre Auger Observatory Working Group on Energy Spectrum2017

    • 著者名/発表者名
      Dmitri Ivanov
    • 学会等名
      The 35th International Cosmic Ray Conference, Busan, Korea
    • 国際学会
  • [学会発表] Telescope Array Composition Summary2017

    • 著者名/発表者名
      William F. Hanlon
    • 学会等名
      The 35th International Cosmic Ray Conference, Busan, Korea
    • 国際学会
  • [学会発表] Evidence of Intermediate-Scale Energy Spectrum Anisotropy in the Northern Hemisphere from Telescope Array2017

    • 著者名/発表者名
      Jon Paul Lundquist
    • 学会等名
      The 35th International Cosmic Ray Conference, Busan, Korea
    • 国際学会
  • [学会発表] Telescope Array anisotropy summary2017

    • 著者名/発表者名
      Sergei Troitsky
    • 学会等名
      The 35th International Cosmic Ray Conference, Busan, Korea
    • 国際学会
  • [学会発表] Cosmic Rays Energy Spectrum from PeV to EeV energies measured by the TALE detector2017

    • 著者名/発表者名
      Tareq AbuZayyad
    • 学会等名
      The 35th International Cosmic Ray Conference, Busan, Korea
    • 国際学会
  • [学会発表] TA Spectrum Summary2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Tsunesada
    • 学会等名
      The 35th International Cosmic Ray Conference, Busan, Korea
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent results from the Telescope Array Experiment2017

    • 著者名/発表者名
      Tareq Z. AbuZayyad
    • 学会等名
      TeV Particle Astrophysics 2017 (TeVPA2017), Columbus, Ohio, USA
    • 国際学会
  • [学会発表] Latest results of the Telescope Array experiment on ultra-high energy cosmic rays2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sagawa
    • 学会等名
      Second KIAA Workshop on Astroparticle Physics, Beijing, China
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Observation of ultra-high energy cosmic rays with the Telescope Array experiment2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuji Takeishi
    • 学会等名
      6th International Conference on New Frontiers in Physics (ICNFP2017), Grete, Greek
    • 国際学会
  • [学会発表] Composition study of ultra-high-energy cosmic rays based on the Telescope Array surface detector data2017

    • 著者名/発表者名
      Yana Zhezher
    • 学会等名
      18th Lomonosov Conference on Elementary Particle Physics, Moscow, Russia
    • 国際学会
  • [学会発表] The results of the Telescope Array Observatory and the Russian contribution2017

    • 著者名/発表者名
      Grigori I. Rubtsov
    • 学会等名
      The Mount Elbrus Conference from Deep Underground up to the Sky, Pyatigorsk, Russia
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] TA実験297 : 地表粒子検出器アレイによるTAホットスポットの最新情報2017

    • 著者名/発表者名
      川田和正
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会(宇都宮大学)
  • [学会発表] TA実験298 : TA実験地表検出器アレイによる極高エネルギー宇宙線空気シャワー中のミューオンの研究2017

    • 著者名/発表者名
      武石隆治
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会(宇都宮大学)
  • [学会発表] TA実験299 : 10^<18.5>eV以上のEAS粒子到着時間分布とEAS発達(3)2017

    • 著者名/発表者名
      井上直也
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会(宇都宮大学)
  • [学会発表] TA実験300 : 大気蛍光望遠鏡全体報告2017

    • 著者名/発表者名
      池田大輔
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会(宇都宮大学)
  • [学会発表] TA実験303 : TAx4実験全体報告22017

    • 著者名/発表者名
      木戸英治
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会(宇都宮大学)
  • [学会発表] TA実験305 : TALE実験、TAx4実験用地表検出器アレイのための制御エレクトロニクスとデータ収集システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      佐原涼介
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会(宇都宮大学)
  • [備考] 拡張テレスコープアレイ実験-最高エネルギー宇宙線で解明する近傍極限宇宙

    • URL

      http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/~hsagawa/TAx4/

URL: 

公開日: 2019-03-20   更新日: 2022-09-01  

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