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2011 年度 実績報告書

高エネルギー電子・陽電子観測による暗黒物質・近傍加速源の探索

研究課題

研究課題/領域番号 21224006
研究機関早稲田大学

研究代表者

鳥居 祥二  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90167536)

研究分担者 田村 忠久  神奈川大学, 工学郎, 教授 (90271361)
古田 健二  芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (90260984)
キーワード宇宙線 / 粒子測定技術 / 宇宙物理 / 素粒子物理 / X線γ線天文学
研究概要

本研究の目的は、高エネルギー電子・陽電の観測により、暗黒物質と宇宙線近傍加速源の探索を実現することである。このため、気球実験(bCALET)の成果をもとに、2014年度にISS「きぼう」に打ち上げが承認されている Calorimetric Electron Telescope(CALET)を製作し、高エネルギー電子・陽電子をTeV領域まで高精度観測する。
研究実施計画では、(1)bCALETによる電子観測のデータ解析実施と論文作成、(2)CALETの要素技術開発、(3)CALETの機能・構造モデルの試作及び性能評価試験、(4)CALET観測実験計画策定・推進、を目標として挙げたが、それぞれについて以下の実績を挙げている。(1)平成21年8月に実施したbCALET-2の観測データの解析を完了し、1 GeV-数10 GeV領域での一次(+二次)電子と大気ガンマ線のエネルギースペクトルを求めた。この結果、同時にCALETのプロトタイプとしての気球搭載装置の性能実証を行うことに成功した。成果は、「宇宙航空開発研究開発機構開発報告」(査読付)に投稿し、すでに受理されている。(2)CALETの要素技術として、CHD,IMC,TASCの前置回路の性能検証モデル(BBM)による評価試験を行い、NIMや国際会議の論文で発表した。(3)CALET全体性能の検証のため、機能モデルを製作してCERNの陽子・電子ビームとHIMACの重原子核ビームの実験を実施し、成果を国際会議で発表した。4)計画推進のため、日本(早大)イタリア(ピザ、フローレンス)とCERNで国際チーム会合を開催した。日米欧の共同提案を行った結果、CALETがCERNの「Recognized Experiment」として承認され、国際的にも高く評価されている。

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

研究実績でも述べたように、研究実施計画として予定したことはおおむね実現しており、CERNで「Recognized Experiment」の承認により、2012年度にはCALET-STMによる陽子・電子に加えて重源子核による実験も実現できることが確実となっている。

今後の研究の推進方策

本研究として研究計画の変更や問題点は特にはないが、来年度以降は軌道上データ解析システムを構築し、CALET観測データ解析によるサイエンス発信を目指す新たな展開が必要である。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (17件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Beam test performance of a scintillator-based detector for the charge identification of relativistic ions2011

    • 著者名/発表者名
      P.S.Marrocchesi, T.Tamura, S.Torii, et al
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A

      巻: 659 ページ: 477-483

    • DOI

      10.1016/j.nima.2011.080034

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Feaeibligy study of probing the high energy end of the primary cosmi electron sspectrum by detection geo-synchorotron X-arys2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Akaike, K.Kasahara, S.Torii, K.Yoshida, T.Tamura, et al
    • 雑誌名

      arXiv:11042.2435v1

      ページ: 1-12

  • [雑誌論文] Overview of the CALET Mission to the ISS2011

    • 著者名/発表者名
      S.Torii, et al
    • 雑誌名

      Proceeding of International Cosmic Ray Conference

      巻: 6 ページ: 363-366

  • [雑誌論文] Measurements of Cosmic-ray Electron and Gamma-ray Flux with Balloon-Borne CALET Prototyp2011

    • 著者名/発表者名
      T.Niita, S.Torii, K.Kasahara, T.Tamura, K.Yoshida, at al
    • 雑誌名

      Proceeding of International Cosmic Ray Conference

      巻: 6 ページ: 18-21

  • [雑誌論文] The balloon-bone CALET prototype detector (bCALET)2011

    • 著者名/発表者名
      S.Ozawa, S.Torii, K.Kasahara, T.Tamura, K.Yoshida, et al
    • 雑誌名

      Proceeding of International Cosmic Ray Conference

      巻: 6 ページ: 68-71

  • [雑誌論文] Capability of the CALET Exoeriment for Measureing Elemental Abundances of Galactic Cosmic Ray Nuclei Heavier than Nickel (Z=28)2011

    • 著者名/発表者名
      B.F.Rauch, B.Binns, M.H.Israel, S.Torii, et al
    • 雑誌名

      Proceeding of International Cosmic Ray Conference

      巻: 6 ページ: 351-354

  • [雑誌論文] The science objectives for CALET2011

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshida, S.Torii, T.Tamura, et al
    • 雑誌名

      Proceeding of International Cosmic Ray Conference

      巻: 6 ページ: 363-366

  • [雑誌論文] Expected CALET Telescope Performance from Monte Carlo Simulations2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Akaike, K.Kasahara, S.Torii, et al
    • 雑誌名

      Proceeding of International Cosmic Ray Conference

      巻: 6 ページ: 367-370

  • [雑誌論文] High-dynamic range readout system using dual APD/PD for the CALET-TASC2011

    • 著者名/発表者名
      D.Ito, Y.Katayose, S.Torii, et al.
    • 雑誌名

      Proceeding of International Cosmic Ray Conference

      巻: 6 ページ: 371-374

  • [雑誌論文] Performance of the CALET Prototype CERN Beam Tes2011

    • 著者名/発表者名
      M.Karube, S.Torii, K.Kashara, T.Tamura, et al
    • 雑誌名

      Proceeding of International Cosmic Ray Conference

      巻: 6 ページ: 379-382

  • [雑誌論文] The Event Trigger System for CALET2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Ueyama, S.Torii, S.Ozawa, Y.Katayose, et al.
    • 雑誌名

      Proceeding of International Cosmic Ray Conference

      巻: 6 ページ: 383-386

  • [雑誌論文] The CALET CHD for determination of nuclear charge2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Shimizu, O.Adriani, S.Torii, et al
    • 雑誌名

      Proceeding of International Cosmic Ray Conference

      巻: 6 ページ: 387-390

  • [雑誌論文] The CALET Gamma-ray Burst Monitor(CGBM)2011

    • 著者名/発表者名
      K.Yamaoka, S.Torii, A.Yoshida, et al.
    • 雑誌名

      Proceesing of International Cosmic Ray Confercence

      巻: 6 ページ: 123-126

  • [学会発表] CERN-SPSによるCALETプロトタイプ性能実証試験の概要2012

    • 著者名/発表者名
      田村忠久、鳥居祥二, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会年会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] CERN-SPSによるCALET-TMCプロトタイプ性能実証試験2012

    • 著者名/発表者名
      中村政則、赤池揚水、鳥居祥二, 田村忠久, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会年会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] CERN-SPSによるCALET-TASCプロトタイプ性能実証試験2012

    • 著者名/発表者名
      赤池揚水、鳥居祥二、田村忠久, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会年会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] CALETで用いる電荷弁別型検出器(CHD)のビーム実験による性能試験2012

    • 著者名/発表者名
      渡辺仁規、赤池揚水、鳥居祥二、田村忠久, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会年会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] CALET-TASCに用いるPWOの発光特性に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      二宮翔太、鳥居祥二、小澤俊介、田村忠久, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会年会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] CALETガンマ線バーストモニタ(CGBM)の開発2012

    • 著者名/発表者名
      山岡和貴、吉田篤正、鳥居祥二, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会年会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] CALET主検出器のモデリング・シミュレーションによる性能評価2012

    • 著者名/発表者名
      古田健二、鳥居祥二, ほか
    • 学会等名
      宇宙科学シンポジュウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所(相模原)
    • 年月日
      2012-01-26
  • [学会発表] CALETプロジェクト:「きぼう」曝露部における高エネ・レギー宇宙線・ガンマ線観測2012

    • 著者名/発表者名
      鳥居祥二
    • 学会等名
      宇宙線研究者会議
    • 発表場所
      東京工業大学(東京)(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-22
  • [学会発表] CALETプロジェクト:「きぼう」曝露部における高エネルギー宇宙線・ガンマ線観測2012

    • 著者名/発表者名
      鳥居祥二
    • 学会等名
      宇宙科学シンポジウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所(相模原)(招待講演)
    • 年月日
      2012-01-06
  • [学会発表] CERN-SPSビームによるCALET-TASC検出器の性能検証2012

    • 著者名/発表者名
      赤池揚水、小澤俊介、鳥居祥二, ほか
    • 学会等名
      宇宙科学シンポジュウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所(相模原)
    • 年月日
      2012-01-06
  • [学会発表] CALETカロリメータ構造モデル試験2012

    • 著者名/発表者名
      清水雄輝、鳥居祥二、田村忠久, ほか
    • 学会等名
      宇宙科学シンポジュウム
    • 発表場所
      宇宙科学研究所(相模原)
    • 年月日
      2012-01-06
  • [学会発表] The Calorimetric Electron Telescope (CALET) for High Energy Astroparticle Physics on the International Space Station2011

    • 著者名/発表者名
      K.Yoshida, S.Torii
    • 学会等名
      HEAP2011
    • 発表場所
      KEK(筑波)(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-15
  • [学会発表] CALET Science Team Activity2011

    • 著者名/発表者名
      S.Torii
    • 学会等名
      Workshop on International Space Station : Japan-Italy Collaboration
    • 発表場所
      北の丸サイエンスミュージアム(東京)(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-26
  • [学会発表] Collaboration for Calorimetric Electron Telescopw (CALET) on th International Space station2011

    • 著者名/発表者名
      S.Torii
    • 学会等名
      11th Japan-Italy Joint Committee on Cooperation in Science and Technology
    • 発表場所
      三田共用会議所(東京)(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-19
  • [学会発表] bCALET-2観測における電子・ガンマ線エネルギースペクトルの解析2011

    • 著者名/発表者名
      九反万理恵
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      弘前大学(青森県)
    • 年月日
      2011-09-16
  • [学会発表] 加速器ビームによるCALET-IMC用シンチファイバー性能実証試験2011

    • 著者名/発表者名
      中村政則、赤池陽水、鳥居祥二、田村忠久, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      弘前大学(青森県)
    • 年月日
      2011-09-16
  • [学会発表] 加速器ビームによるCALET-TASC用PWOの光量測定2011

    • 著者名/発表者名
      二宮翔太、赤池陽水、鳥居祥二, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      弘前大学(青森県)
    • 年月日
      2011-09-16
  • [備考]

    • URL

      http://www.crlab.rise.waseda.ac.jp/toriilab_wp/

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公開日: 2013-06-26  

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