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2023 年度 実績報告書

アンデス高地の新しい宇宙線観測装置によるPeV粒子加速天体の探索

研究課題

研究課題/領域番号 19H00678
研究機関東京大学

研究代表者

さこ 隆志  東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (90324368)

研究分担者 日比野 欣也  神奈川大学, 工学部, 教授 (80260991)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード宇宙ガンマ線 / 銀河系宇宙線 / 粒子加速天体 / 空気シャワーアレイ / 地下ミュー粒子検出器
研究実績の概要

南半球で初めて最高エネルギーの宇宙ガンマ線を観測する実験ALPACAの建設を進めている。本科研費によって、その1/4の地上検出器アレイを設置し、安定運用を開始した。前年度末に設置が完了した97台の検出器に対し、6月に初期不良検出器の改善を行い、以降順調に宇宙線空気シャワーデータの蓄積を続けている。装置性能を検証する月の影を、8シグマの統計的有意度で検出に成功した。even-odd法を用いた実データによる検証、月の影、モンテカルロシミュレーション、全てで角度分解能が1度である結果を示している。これは観測している宇宙線の中央エネルギー7TeVに対して妥当な性能である。
半年ほどのデータを用いて南半球の超新星残骸RXJ1713.7-3946からの10-200TeV領域のガンマ線探索を行った。今回は有意な信号検出には至らなかったが、100TeV領域ですでに先行研究に迫るフラックス上限値をつけることができた。その他、シングル係数率の記録を続け、太陽コロナ質量放出に伴うフォーブッシュ減少の検出にも成功している。データは20分ごとに日本に自動転送、自動初期処理され、装置の運転状況をほぼリアルタイムで確認できるようになった。
ガンマ線検出感度を向上するための地下ミュー粒子検出器の設計を確定した。建設は別科研費によるが、24年度から本格的なガンマ線天文学を開始する準備が整った。また、ミュー粒子検出器に必要な大量の水を確保するためにサイト近くのダム水を取得する準備を進め、現地で日本製のフィルターを使うことで十分な水質が得られることを検証した。
メキシコ共同研究者と電波データとガンマ線データを用いた起源粒子探索の研究を進め、ALPACAのデータ解釈の予備研究を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5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 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2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 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Universidad Major San Andres(ボリビア)

    • 国名
      ボリビア
    • 外国機関名
      Universidad Major San Andres
  • [国際共同研究] Universidad de Guadalajara(メキシコ)

    • 国名
      メキシコ
    • 外国機関名
      Universidad de Guadalajara
  • [雑誌論文] Evidence for a gamma-ray molecular target in the enigmatic PeVatron candidate LHAASO J2108+51572023

    • 著者名/発表者名
      de la Fuente E.、Toledano-Jurez I.、Kawata K.、Trinidad M. A.、Yamagishi M.、Takekawa S.、Tafoya D.、Ohnishi M.、Nishimura A.、Kato S.、Sako T.、Takita M.、Sano H.、Yadav R. K.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 675 ページ: L5~L5

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202346681

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Detection of a new molecular cloud in the LHAASO J2108+5157 region supporting a hadronic PeVatron scenario2023

    • 著者名/発表者名
      de la Fuente Eduardo、Toledano-Juarez Ivan、Kawata Kazumasa、Trinidad Miguel A、Tafoya Daniel、Sano Hidetoshi、Tokuda Kazuki、Nishimura Atsushi、Onishi Toshikazu、Sako Takashi、Hona Binita、Ohnishi Munehiro、Takita Masato
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 75 ページ: 546~566

    • DOI

      10.1093/pasj/psad018

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hadronic interaction model dependence in cosmic Gamma-ray flux estimation using an extensive air shower array with a muon detector2023

    • 著者名/発表者名
      Okukawa S.、et al.
    • 雑誌名

      Experimental Astronomy

      巻: 55 ページ: 325~342

    • DOI

      10.1007/s10686-022-09883-4

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ALPACA実験38: 現状報告2024

    • 著者名/発表者名
      川田和正
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] ALPACA39:ALPAQUITA実験データ解析2024

    • 著者名/発表者名
      後藤佳歩
    • 学会等名
      日本物理学会
  • [学会発表] Overview status of the ALPACA experiment2023

    • 著者名/発表者名
      Martin Alfonso Subieta Vasquez
    • 学会等名
      38th International Cosmic Ray Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Mega ALPACA to explore multi-PeV gamma-ray sky in the southern hemisphere2023

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sako
    • 学会等名
      38th International Cosmic Ray Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Sub-PeV to PeV photon observations using the new air shower array in Bolivia2023

    • 著者名/発表者名
      Takashi Sako
    • 学会等名
      Beyond the Standard Model 2023
    • 国際学会
  • [備考] ALPACA実験

    • URL

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

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公開日: 2024-12-25  

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