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2014 年度 実績報告書

100TeV領域ガンマ線天文学の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 24244026
研究機関東京大学

研究代表者

瀧田 正人  東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (20202161)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード宇宙線 / ガンマ線 / 100TeV / チベット / ミューオン / 水チェレンコフ / 空気シャワー / Knee
研究実績の概要

現有設備のチベット空気シャワー観測装置と本申請で完成予定の地下水チェレンコフ型ミューオン観測装置を連動する独創的な提案により、世界最高感度で100TeV領域宇宙ガンマ線放射天体の低雑音広視野連続観測を世界に先駆けて行う。銀河系内超新星残骸においてKneeエネルギー領域まで加速された原子核宇宙線が超新星残骸の周辺物質と反応し、生成された中性パイ中間子からの崩壊ガンマ線が100TeV領域ガンマ線となる。ミューオン観測装置を用いて、原子核宇宙線起源空気シャワーによる雑音とガンマ線起源空気シャワーによる信号を弁別する。 現在まで未同定の100TeV領域ガンマ線放射天体すなわち原子核宇宙線の起源を世界に先駆けて同定し、100TeV領域ガンマ線天文学を開拓すると共に標準的な原子核宇宙線の加速モデルに対する世界で初めての検証を目指す。本年度は特任助教を雇用し、モンテカルロシミュレーションや解析用ソフトウェエアの整備を行った。特に100TeV領域宇宙ガンマ線や背景雑音となる宇宙線事例に関する詳細なモンテカルロシミュレーションを行い、観測データとの比較が可能な状態となった。他方、連動実験開始後に約1年間の観測データが順調に蓄積され、これからモンテカルロシミュレーションとの比較が始まる。
また、空気シャワー観測装置と地下ミューオン観測装置に加えて、現在稼働中の空気シャワーコア観測装置との3重連動実験により、50-10000TeV領域一次宇宙線の元素組成に関する情報が系統誤差少なく観測できることが判明した。特に一次宇宙線中の陽子やヘリウム(軽元素成分)に関して精度よくエネルギースペクトルが観測可能となる。Kneeエネルギー領域宇宙線の元素組成は宇宙線物理学分野の謎のひとつであり、この3重連動実験により、大きな進歩が期待される。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Performance of the Tibet hybrid experiment (YAC-II+Tibet-III+MD) to measure the energy spectra of the light primary cosmic rays at energies 50-10000 TeV)2015

    • 著者名/発表者名
      J. Huang et al.
    • 雑誌名

      Astroparticle Physics

      巻: 66 ページ: 18-30

    • DOI

      10.1016/j.astropartphys.2014.12.013

    • 査読あり
  • [学会発表] 空気シャワーコアーアレイ(YAC)による宇宙線化学組成測定2015

    • 著者名/発表者名
      山内紘一
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] チベット水チェレンコフミューオン観測装置 202015

    • 著者名/発表者名
      佐古崇志
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] チベットASγアレイで観測された数十~数百TeV領域での銀河宇宙線の恒星時異方性の解析2015

    • 著者名/発表者名
      中村佳昭
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] Observation and modeling of cosmic-ray anisotropy observed with the Tibet air shower array2015

    • 著者名/発表者名
      M. Takita
    • 学会等名
      Cosmic Ray Anisotropies 2015
    • 発表場所
      バートホネフ市(ドイツ)
    • 年月日
      2015-01-26 – 2015-01-30
    • 招待講演
  • [学会発表] チベット空気シャワーアレイで観測された100TeV領域での銀河宇宙線の恒星時異方性の解析2014

    • 著者名/発表者名
      中村佳昭
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      佐賀大学本庄キャンパス(佐賀県・佐賀市)
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-21
  • [学会発表] Cosmic-ray shadow of the Sun measured at 3 TeV with the Tibet Air Shower Array2014

    • 著者名/発表者名
      T. Sako
    • 学会等名
      The 40th COSPAR Scientific Assembly
    • 発表場所
      モスクワ市(ロシア)
    • 年月日
      2014-08-02 – 2014-08-10
    • 招待講演
  • [備考] チベットASγ実験

    • URL

      http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/em/index-j.html

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公開日: 2016-06-01  

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