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2014 年度 実績報告書

電波望遠鏡による最高エネルギー宇宙線検出

研究課題

研究課題/領域番号 24340059
研究機関甲南大学

研究代表者

山本 常夏  甲南大学, 理工学部, 教授 (40454722)

研究分担者 荻尾 彰一  大阪市立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20242258)
秋宗 秀俊  甲南大学, 理工学部, 教授 (60319829)
さこ 隆志  名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教 (90324368)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード宇宙線 / 最高エネルギー宇宙線 / マイクロ波 / 宇宙観測
研究実績の概要

本計画では高エネルギー宇宙線が大気中で生成する電磁シャワーが等方的に放射するマイクロ波の検出を目指している。この放射は大気中で低エネルギー電子が作るプラズマによる放射で、検出できれば将来の宇宙線観測に応用できると考えられる。平成25年度にアメリカユタ州にある宇宙線観測所で電子ビームを大気中に射出し、人口的に電磁シャワーを作り、そこからのマイクロ波放射を測定した。平成26年度はその時のデータを解析した。その結果マイクロ波の検出はされず、放射の上限値を求めた。その結果は物理学会と天文学会で発表し、ジャーナル論文として投稿した。現在レフリーと議論している。さらに検出器を改良し感度を改善したうえで、もう一度アメリカユタ州の宇宙線観測所で測定を行った。測定では検出を目指していた放射機構によるマイクロ波は検出できなかったが、別の機構による放射を確認した。検出された放射は広い波長領域にわたっており、これを宇宙線の観測に応用できないか検討している。また空気シャワーからの電磁放射に関する国内会議を開催した。これは平成25年度に続く2回目の会議で、今回は人口的に作り出した空気シャワーからの電磁放射測定に関する実験を集めその結果と今後の展開について議論した。この会議の内容は下のURLで公表している。http://aplabConfluence.konan-u.ac.jp/x/NwEm
また甲南大学の屋上にシンチレータアレイを建設し周辺に設置しているアンテナと合わせて電磁シャワーとマイクロ波を同時に大学構内で研究できる体制を整えている。

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

これまでの測定とその解析結果を踏まえて、検出器を改良し再度測定を行っている。測定では目標としていた信号は検出できなかったが、別の機構からの放射が確認された。この放射について、ワークショップ型の研究会を行い議論した。

今後の研究の推進方策

本年は最終年として、研究の総括を行い研究結果の公表を行う。またこの研究により開発された検出器は技術を応用した新しい観測方法を考える。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Study of Isotropic Radiation of Microwave from Air Showers – toward Future Observation of Ultra-High-Energy Cosmic Ray –2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto et.al.
    • 雑誌名

      The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers Technical Report

      巻: WPT2014-105 ページ: 61-64

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 空気シャワーから放出されるマイクロ波検出に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      山本常夏
    • 学会等名
      通信学会WPT研究会
    • 発表場所
      京都大学(京都府宇治市)
    • 年月日
      2015-03-24 – 2015-03-25
  • [学会発表] 空気シャワーから放射されるマイクロ波の探索III2015

    • 著者名/発表者名
      大田泉
    • 学会等名
      天文学会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-21
  • [学会発表] Study of Molecular Bremsstrahlung Radiation from electron beams2015

    • 著者名/発表者名
      山本常夏
    • 学会等名
      Workshop for Observation of Radio Emission from Air-shower 2015
    • 発表場所
      東京大学宇宙線研究所(千葉県柏市)
    • 年月日
      2015-03-08 – 2015-03-08
  • [学会発表] 空気シャワーから放射されるマイクロ波の探索⑨2014

    • 著者名/発表者名
      山本常夏
    • 学会等名
      物理学会
    • 発表場所
      佐賀大学(佐賀県佐賀市)
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-21
  • [学会発表] 電波望遠鏡による最高エネルギー宇宙線検出実験の進展2014

    • 著者名/発表者名
      山本常夏
    • 学会等名
      第14回ミリ波サブミリ波受信機ワークショップ
    • 発表場所
      茨城大学(茨城県水戸市)
    • 年月日
      2014-04-03 – 2014-04-04
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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