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2015 年度 実績報告書

将来の大規模検出器を見据えた電波による空気シャワー観測手法の実証試験

研究課題

研究課題/領域番号 25400296
研究機関東京大学

研究代表者

池田 大輔  東京大学, 宇宙線研究所, 特任助教 (60584258)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード国際研究者交流(米国) / 宇宙線 / 電波エコー / 電子加速器 / TA実験
研究実績の概要

本研究では将来の大規模超高エネルギー宇宙線観測手法の確立を目的とし、電波を用いた観測手法について研究を行なった。特に超高エネルギー宇宙線が大気に突入した際に生成される空気シャワーの軌跡に沿って生成される低エネルギー電子群を電波散乱体として用いる電波エコー法、及び前実験にて電子ビームを用いた実験を行なった際に観測された、電場の急激な変化によって発生する電波の2つに着目している。
電波エコー法については前年度にテレスコープアレイ実験サイトに設置した電波検出器を用いた試験を継続している。観測は安定して行われており、現在データの解析を進めている。電波エコー法に関しては同サイトで行なっているTARA実験グループからの報告により、大気分子との衝突による散乱断面積の減少がおきている可能性が指摘され、本実験開始時に期待されていたほど電波強度は大きくない事が判明した。
一方、テレスコープアレイ実験サイトに設置されている電子加速からのビームを用いた実験は、我々以外にも甲南大学や千葉大学のグループらも行ない、我々が観測した電波を別の帯域で観測することに成功した。そこでこれらのグループと共同で研究を進め、50MHz-12GHzまでの広い帯域に及ぶ複数の実験結果について良く説明できるモデルの開発に成功している。この電波は空気シャワーが地面を通過する際にも発生することが分かっており、空気シャワー観測への応用が期待されている。特に南極の氷を用いてニュートリノ事象を観測する事を目的とした研究がシカゴ大学の学生によって進められている。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Utah/State University of New Jersey(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Utah/State University of New Jersey
  • [国際共同研究] Ewha Womans University/Hanyang University/Sungkyunkwan University(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Ewha Womans University/Hanyang University/Sungkyunkwan University
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] Moscow Engineering Physics Institute(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      Moscow Engineering Physics Institute
  • [国際共同研究] Universite Libre de Bruxelles(ベルギー)

    • 国名
      ベルギー
    • 外国機関名
      Universite Libre de Bruxelles
  • [雑誌論文] Measurement of microwave radiation from electron beam in the atmosphere2016

    • 著者名/発表者名
      I. S. Ohta et al.
    • 雑誌名

      Nucl. Instr. Meth. A

      巻: 810 ページ: 44,50

    • DOI

      10.1016/j.nima.2015.11.113

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The hybrid energy spectrum of Telescope Array’s Middle Drum Detector and surface array2015

    • 著者名/発表者名
      R. U. Abbasi et al.
    • 雑誌名

      Astropart. Phys

      巻: 68 ページ: 27,44

    • DOI

      10.1016/j.astropartphys.2015.02.008

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Study of Ultra-High Energy Cosmic Ray composition using Telescope Array’s Middle Drum detector and surface array in hybrid mode2015

    • 著者名/発表者名
      R. U. Abbasi et al.
    • 雑誌名

      Astropart. Phys.

      巻: 64 ページ: 49,62

    • DOI

      10.1016/j.astropartphys.2014.11.004

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of the proton-air cross section with Telescope Array’s Middle Drum detector and surface array in hybrid mode2015

    • 著者名/発表者名
      R. U. Abbasi et al.
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 92 ページ: 032007 1-9

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.92.032007

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Northern Sky Survey for Point-Like Sources of EeV Neutral Particles with the Telescope Array Experiment2015

    • 著者名/発表者名
      R. U. Abbasi et al.
    • 雑誌名

      ApJ

      巻: 804 ページ: 1,11

    • DOI

      10.1088/0004-637X/804/2/133

  • [学会発表] Radio detection for the ultra-high energy cosmic rays2016

    • 著者名/発表者名
      D. Ikeda
    • 学会等名
      Next-Generation Techniques for Ultra-High Energy Astroparticle Physics
    • 発表場所
      Chicago (US)
    • 年月日
      2016-02-29 – 2016-03-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Summary of UHECR Composition Measurements by the Telescope Array Experiment2015

    • 著者名/発表者名
      D. Ikeda
    • 学会等名
      TeV Particle Astrophysics 20152
    • 発表場所
      柏の葉カンファレンスセンター
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-30
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent Results from Telescope Array2015

    • 著者名/発表者名
      D. Ikeda
    • 学会等名
      6th workshop on Air Shower Detection at High Altitude
    • 発表場所
      Chengdu (China)
    • 年月日
      2015-10-18 – 2015-10-20
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] TA実験266: 大気蛍光望遠鏡全体報告2015

    • 著者名/発表者名
      池田大輔
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2015-09-25 – 2015-09-28
  • [学会発表] Test for the Radio Detection of the Extensive Air Shower using the Electron Beam in Telescope Array2015

    • 著者名/発表者名
      D. Ikeda
    • 学会等名
      34th International Cosmic Ray Conference
    • 発表場所
      Hague (Netherlands)
    • 年月日
      2015-07-30 – 2015-08-06
    • 国際学会
  • [学会発表] Energy Spectrum and Mass Composition of Ultra-High Energy Cosmic Rays Measured by the hybrid technique in Telescope Array2015

    • 著者名/発表者名
      D. Ikeda
    • 学会等名
      34th International Cosmic Ray Conference
    • 発表場所
      Hague (Netherlands)
    • 年月日
      2015-07-30 – 2015-08-06
    • 国際学会
  • [備考] テレスコープアレイ実験

    • URL

      www-ta.icrr.u-tokyo.ac.jp

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-31  

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