| 研究課題/領域番号 |
19KK0074
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
さこ 隆志 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (90324368)
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| 研究分担者 |
野中 敏幸 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (30506754)
木戸 英治 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 研究員 (00633778)
藤井 俊博 京都大学, 白眉センター, 特定助教 (50706877)
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| 研究期間 (年度) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| キーワード | 極高エネルギー宇宙線 / 近傍銀河 / 空気シャワー / ホットスポット |
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| 研究実績の概要 |
極高エネルギー宇宙線は、たったひとつの粒子が10ジュールを超えるエネルギーを持つ宇宙放射線である。その起源として、大質量星の爆発や、ブラックホールの重力エネルギー解放、あるいは銀河同士の衝突など、壮大な高エネルギー宇宙現象が考えられているが、いまだ答えは見つかっていない。米国ユタ州デルタ市郊外で、拡張テレスコー プアレイ実験による 10^19 eV以上の極高エネルギー宇宙線観測を推進し、テレスコープアレイ実験が報告した宇宙線到来方向の集中「ホットスポット」の存在を 5シグマを超える統計的有意性で明らかにする。この観測で極高エネルギー宇宙線天文学を確立し、宇宙物理学の最重要課題の一つである宇宙線の起源解明をすすめる。
昨年度末に引き続き、夏期に地上検出器の大規模保守作業を実施した。これによって拡張分のほぼ全ての検出器が動作するようになった。11月にはサブアレイ間の境界トリガーを導入し、実質的な検出面積の拡大も実現した。コロナ禍で運転を止めていた大気蛍光望遠鏡サイトを訪問し、鏡の洗浄を行い観測を再開した。非常時対応についてユタ大学と手順を決め、日本担当分を日本からリモート観測する体制を確立した。
拡張地上検出器のデータ解析をすすめ、拡張部分だけによるエネルギースペクトルを導出した。これまでの検出器と矛盾のないスペクトルが得られ、さらに最高エネルギー部でのカットオフが確認できた。TA地上検出器のデータ解析も進め、2021年5月に観測された事象が地上観測装置としては史上最高エネルギーの宇宙線であることを明らかにし、学会等で発表した。論文投稿中である。また、大角度事象の解析を見直し、高エネルギーニュートリノ事象に対する検出感度を明らかにした。Auger, IceCubeとの連動解析や機械学習を用いた質量組成解析手法の開発も行い出版した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
コロナ禍で保守が追いつかなった期間があるが、不具合期間も含めた装置性能の評価が可能になった。拡張部分が運用も安定しており、スペクトルの導出にも成功した。
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| 今後の研究の推進方策 |
安定に取得した新たなデータを用いて、独立にエネルギースペクトルを決定して、最高エネルギーにおけるカットオフの様子を明らかにする。エネルギースペクトルの解析でデータ解析手法を確立したのち、今年度半ばには高エネルギー宇宙線の到来方向分布を示し、ホットスポットに関する新たな知見を得、伝播計算を用いて宇宙線の起源の解釈を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
年度後半に地上検出器の集中保守を予定していたが、冬季の降雪が多かったため、融雪後の路面状況悪化でアクセスができず断念した。次年度早期に路面状況が改善次第保守作業を実施する。
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