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2015 年度 実績報告書

大気チェレンコフ光の収集効率改善による次世代ガンマ線望遠鏡CTAの高感度化

研究課題

研究課題/領域番号 25707017
研究機関名古屋大学

研究代表者

奥村 曉  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 助教 (90645011)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードガンマ線天文学 / チェレンコフ望遠鏡アレイ / 光線追跡
研究実績の概要

H27 年度は CTA 大口径望遠鏡望遠鏡用の焦点面カメラに用いる集光装置の量産を開始し、共同研究先の茨城大学でおよそ 300 個の集光装置を製作した。これらの集光効率を測定したところ、465 nm の波長では約 95% と十分に高い集光効率が得られ、365 nm でも約 88% という満足のいく結果を得ることができた。また製作した全数の効率を測定したところ、平均値±3% 程度の範囲で性能が収まっていることが確認された。
しかしいくつかの課題も残っている。第一は、製作速度の向上である。現在 1 個あたり約 15 分を要しており、また製作者の手先の器用さによっても所要時間や仕上がりに差が出てしまう。より簡単に大量生産できる体制が必要である。第二の課題は、集光効率のばらつきを 2% 以下程度に抑える工夫が必要なことである。反射材がコーティングに反ってしまうという問題があるため、集光装置内面の形状を設計通りにできていない。PET フィルムのような厚みのある素材で反射材を補強することにより、フィルムの歪みを抑え、集光性能を一様にする必要がある。第三の課題は測定系の安定性と較正である。

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

これまでに、予定した 1855 個および予備の集光装置のうち、約 300 個の製作を終えた。本来であれば全数を製作し、H28 年度に望遠鏡の観測に供する予定であったが、性能試験の安定性、製作方法の洗練などに当初予定より時間を要したため、製作が若干遅れている。しかし性能としては満足の行くものが既に得られており、今後はさらなる改良に時間を使う予定である。

今後の研究の推進方策

今後は残る約 1500 個の集光装置の製作、性能評価手法の改善、PET フィルム貼付けによる性能の向上と安定性の確立を進め、大口径望遠鏡試作カメラに全数を取り付けてガンマ線観測を行う予定である。また同時に、中口径望遠鏡用の集光装置の共同開発をドイツグループと進める計画である。

次年度使用額が生じた理由

H28 年度分を前倒し請求したものの、その全額を H27 に使う必要が生じなかったため。

次年度使用額の使用計画

H28 年度に残る集光装置の製作と、中口径望遠鏡用の集光装置の作成に使用する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] マックスプランク核物理学研究所/マックスプランク物理学研究所(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      マックスプランク核物理学研究所/マックスプランク物理学研究所
  • [国際共同研究] レスター大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      レスター大学
  • [国際共同研究] パリ天文台(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      パリ天文台
  • [雑誌論文] ROBAST: Development of a ROOT-based ray-tracing library for cosmic-ray telescopes and its applications in the Cherenkov Telescope Array2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Okumura, Koji Noda, and Cameron Rulten
    • 雑誌名

      Astroparticle Physics

      巻: 76 ページ: 37–47

    • DOI

      j.astropartphys.2015.12.003

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Prototyping of Hexagonal Light Concentrators for the Large-Sized Telescopes of the Cherenkov Telescope Array2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Okumura, Sakiya Ono, Syunya Tanaka, Masaaki Hayashida, Hideaki Katagiri, and Tatsuo Yoshida
    • 雑誌名

      Proceedings of the 34th International Cosmic Ray Conference

      巻: N/A ページ: N/A

    • オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ROBAST: Development of a Non-Sequential Ray-Tracing Simulation Library and its Applications in the Cherenkov Telescope Array2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Okumura, Koji Noda, and Cameron Rulten
    • 雑誌名

      Proceedings of the 34th International Cosmic Ray Conference

      巻: N/A ページ: N/A

    • オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ROBAST: Development of a Non-Sequential Ray-Tracing Simulation Library and its Applications in the Cherenkov Telescope Array2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Okumura, Koji Noda, and Cameron Rulten
    • 学会等名
      The 34th International Cosmic Ray Conference
    • 発表場所
      The Hague, The Netherlands
    • 年月日
      2015-07-30 – 2015-08-06
    • 国際学会
  • [学会発表] Prototyping of Hexagonal Light Concentrators for the Large-Sized Telescopes of the Cherenkov Telescope Array2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Okumura, Sakiya Ono, Syunya Tanaka, Masaaki Hayashida, Hideaki Katagiri, and Tatsuo Yoshida
    • 学会等名
      The 34th International Cosmic Ray Conference
    • 発表場所
      The Hague, The Netherlands
    • 年月日
      2015-07-30 – 2015-08-06
    • 国際学会
  • [備考] ROBAST

    • URL

      https://robast.github.io/

URL: 

公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-31  

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