研究課題
本研究は、国際宇宙ステーションに設置されたCALET検出器によって得られた長期間観測データをもとに、宇宙線原子核成分の強度の時間変動を求めることを目的としている。地磁気効果を用いて、宇宙線粒子の入射方向の情報からRigidityの下限を求め、積分型強度を算出する手法が特徴的である。まず、指定された緯度、経度、高度から反粒子をある方向へ射出し、それを追跡することで Cutoff Rigidity を計算する方法を開発した。次に、2015年10月から2021年５月までの68か月の間に宇宙ステーションが通過した観測点について上の方法を適用し、Cutoff Rigidityの計算を行った。計算する観測点と入射方向については、計算精度と計算時間の兼ね合いから検討を行った結果、ひと月あたりおおよそ25,000地点、上半球を立体角で等分した193方向とした。次に、対応する期間の観測データについて、イベントごとに飛跡の再構成と電荷決定を行い、鉄の原子核（原子番号26）を選別した。選別で残った鉄原子核それぞれについて、観測地点と入射方向から先に計算しておいたCutoff Rigidity と対応づけを行い、微小立体角毎に数を数え、検出効率を考慮に入れた上で積分型の絶対強度スペクトルを作成した。また、これを微分型に変換し、微分強度スペクトルを算出した。この結果を低エネルギー領域で信頼性の高いとされているAMS02実験の結果と比較したところ、６GV～20GVの範囲で良い一致を示した。これにより本研究で確立した地球磁場を用いた絶対強度算出法の有効性が示された。一方6GV以下の領域では20%程度の差異が確認されたため、現在この差異の原因を確認するべく考えられる系統誤差を詳細に検討しているところである。検討が終わり次第、本方法で各種宇宙線原子核強度の時間変動を算出する予定である。
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The Astrophysical Journal
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