| 研究課題/領域番号 |
17340081
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| 研究機関 | 首都大学東京 |
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研究代表者 |
千葉 雅美 首都大学東京, 大学院理工学研究科, 助手 (60128577)
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| 研究分担者 |
上条 敏生 首都大学東京, 大学院理工学研究科, 助手 (70117703)
高山 泰弘 首都大学東京, 大学院理工学研究科, 助手 (80311900)
近重 悠一 成蹊大学, 理工学部, 教授 (50146932)
近 匡 成蹊大学, 理工学部, 教授 (90215442)
内海 倫明 東海大学, 工学部, 助教授 (00256166)
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| キーワード | 岩塩鉱 / ニュートリノ / 超高エネルギー / アスカラヤン効果 / 電波減衰長 / レーダー / GZK効果 / 電波領域チェレンコフ効果 |
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| 研究概要 |
巨大天然岩塩を検出媒質として、GZKニュートリノとよばれる、宇宙由来の超高エネルギー(UHE, E>10^<15>eV)ニュートリノ(UHEν)を検出する為の研究開発をおこなった。UHEνは飛来頻度が極めて低いので巨大な質量の検出媒質を必要とします。1)UHEν反応で発生する電波が岩塩中を長距離伝播し反応を電波検出の方法で検出する天然岩塩がその目的に適っている可能性を調査する為に我々の開発した試料封鎖型摂動空洞共振器を用いて0.3,1GHzにおける世界各地の岩塩鉱の電波減衰長の測定を行ない、UHEν検出器として使用可能な200〜300mの減衰長の岩塩鉱があることが明らかになった。2)UHEν測定において最適の周波数範囲を探索する為に、安定に精度よく測定可能となるように、0.2,0.3GHz空洞共振器中の岩塩試料を上下電極で適当な圧力で押すための改造設計と部品準備を行った。3)周波数帯域が広く、指向性が弱く、有効検出断面積が大きく、直径10cm程度のボアホールへ挿入可能なアンテナを開発するため、新しくファイマン公式を利用したアンテナ特性を計算する方法を開発した。この方法は、全ての干渉効果を含めた正確な計算を可能とする。実際検出するパルス電波の計算も可能となる。ダイポールアンテナ計算結果は既知の計算方法の結果と一致し、新しい計算方法が正しいことが示された。ダイポールアンテナの特性測定実験を行ったところ受信角分布は計算結果は一致した。4)電波検出のみではなく電波を発生してUHEν反応によって発生する電磁シャワーからの反射を測定するレーダー法の可能性を追求した。岩塩へKEK放射光研究施設において放射光X線を照射し、そこからのマイクロ波の反射を調べた。その結果レーダー法を可能にするほどのマイクロ波反射がX線照射後1秒程度でも観測された。反射強度は自由電子からの反射と考えて矛盾しない。5)総合的な岩塩検出器のシミュレーションをアンテナの角分布を考慮して行った。
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