Super-GZK問題の解決と最高エネルギー宇宙線の化学組成

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15077203
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 垣本 史雄 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00092544)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 荻尾 彰一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (20242258) ; 吉井 尚 愛媛大学, 理学部, 教授 (00036360) ; 門多 顕司 武蔵工業大学, 工学部, 講師 (00339532)
• Keywords: 宇宙線 / 起源 / GZKカットオフ / 化学組成 / 縦方向発達 / 空気チェレンコフ光 / エネルギースペクトラム / 活動的天体

Research Abstract

本研究計画では、大気蛍光望遠鏡の心臓部である撮像カメラを制作し、超高エネルギー宇宙線のエネルギー決定精度の向上および一次宇宙線の化学組成を解明する。そこで、本年度は、カメラ本体を12台を作成した。また、本観測では、夜光のもとで測定を行うため、この夜光がノイズとなる。そこで、測定のSN比を向上させるため、ショット社製のBG3フィルターを光電子増倍管の前面に取り付けることを決定し、取り付けにその温度特性などの調査結果により自己由着テープを使用することに決定した。また、本観測は米国ユタ州の砂漠で実施されるが、過激な温度変化や砂による装置への影響を最小限に抑えるため、カメラ前面を透明な素材で覆う必要がある。これには、紫外部の透過性が良く、十分な耐久性、表面強度を有していることが重要な選定判断となるが、検討の結果、その材料として、クラレ社製のパラグラスを選定し、その経時変化測定を行い、ほぼ3ヶ月ごとに水による洗浄を行うことによって、予定観測期間中取り替えることなく十分使用に耐えることを確認した。さらに、作成したカメラを用いて、平成17年2月東京大学宇宙線研究所明野観測所においてテスト実験を行い、当初の仕様が達成されていることを確認した。一方、本実験においては、大気状態のモニターが不可欠であるが、観測地周辺でのラジオゾンデデータを用いることにより、特別なモニターをすることなく大気状態の補正により、測定精度を十分維持できることをシミュレーション計算により確認した。また、カメラに用いる光電子増倍管の量子効率が光電面上で一様でないため、これを測定するための較正装置を作成した。この結果は、データ解析時に有効に使用される。