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2010 Fiscal Year Annual Research Report

超高エネルギー宇宙線解明のためのLHC陽子衝突での超前方測定

Research Project

Project/Area Number 20403004
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

伊藤 好孝  名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 教授 (50272521)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 増田 公明  名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 准教授 (40173744)
さこ 隆志  名古屋大学, 太陽地球環境研究所, 助教 (90324368)
Keywords宇宙線 / 素粒子実験 / 加速器 / 実験核物理 / 国際協力
Research Abstract

LHC陽子-陽子衝突での超前方領域における中性粒子の測定により、超高エネルギー宇宙線の空気シャワー発達の理解の精密化を目的としてLHCf実験を遂行した。本研究では検出器をLHC加速器トンネル内に設置した後、LHC加速器2009-2010年にCERNに滞在しながらデータ取得のための調整や現地折衝を続け、ついに重心系エネルギー0.9TeV及び7TeVでの陽子-陽子衝突データでの超前方中性粒子スペクトルの取得に成功した。また、本測定の前後2回にわたり検出器をSPSビームに照射し、エネルギー再構成、位置再構成、ガンマーハドロン弁別性能等を調べた。これによればビーム照射での放射線などによる測定器性能の顕著な劣化は見られなかった。
取得された超前方中性粒子データの解析を進め、0度でのガンマ線エネルギー測定の結果をまとめた。エネルギー絶対値の較正のため、7TeV衝突データの2ガンマ線サンプルから中性パイ中間子やエータ粒子の質量再構成を行い、SPSビームテストでのエネルギー較正の結果と5%以内で一致していることを確認した。これらを元にガンマ線エネルギースペクトルを異なる2つのrapidity領域で求め、宇宙線シャワーシミュレーションで用いられているハドロン相互作用モデルとの比較を行った。その結果、データはいかなるハドロン相互作用モデルとも一致せず、特に0度においてデータはどのモデルよりもソフトなスペクトルを示す傾向である事がわかった。

  • Research Products

    (12 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Monte Carlo Study of forward $¥pi^{0}$ production spectra to be measured by the LHCf experiment for the purpose of benchmarking hadron interaction models at $10^{17}$eV2011

    • Author(s)
      H.Menjo, et al
    • Journal Title

      Astroparticle Physics

      Volume: 34 Pages: 513-520

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The status and preliminary results of the LHC forward experiment : LHCf.2010

    • Author(s)
      H.Menjo, et al
    • Journal Title

      PoS DIS2010

      Pages: 080-084

  • [Journal Article] Astroparticle physics at LHC : The LHCf experiment ready for data taking.2010

    • Author(s)
      M.Bongi, et al.
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods

      Volume: A612 Pages: 451-454

  • [Journal Article] LHCf Calibration of hadron interaction models for high energy cosmic-ray physics at the LHC energy.2010

    • Author(s)
      T.Mase, et al.
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings.

      Volume: 1238 Pages: 349-351

  • [Journal Article] The performance of LHCf detector2010

    • Author(s)
      K.Kawade, et al.
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings.

      Volume: 1238 Pages: 352-354

  • [Presentation] LHCによる宇宙線相互作用検証実験LHCf; 7TeV陽子衝突の結果2010

    • Author(s)
      さこ隆志
    • Organizer
      第5回「地文台によるサイエンス」シンポジウム
    • Place of Presentation
      宇宙航空研究開発機構
    • Year and Date
      20101101-20101102
  • [Presentation] First Results of LHCf Very Forward Particles at LHC Collision2010

    • Author(s)
      さこ隆志
    • Organizer
      ICATPP Conference on Cosmic Rays for Particle and Astroparticle Physics
    • Place of Presentation
      Como (Italy)
    • Year and Date
      20101007-20101008
  • [Presentation] LHCf実験:2010年ランの状況2010

    • Author(s)
      伊藤好孝
    • Organizer
      日本物理学会:2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      九州工大
    • Year and Date
      20100911-20100914
  • [Presentation] LHCf実験によるLPM効果の検証2010

    • Author(s)
      さご隆志
    • Organizer
      日本物理学会:2010年秋季大会
    • Place of Presentation
      九州工大
    • Year and Date
      20100911-20100914
  • [Presentation] First results from the LHCf experiment2010

    • Author(s)
      伊藤好孝
    • Organizer
      High Energy Strong Interaction (HESI2010)
    • Place of Presentation
      京大基研
    • Year and Date
      20100810-20100813
  • [Presentation] LHCf Measurements of Very Forward Particles at LHC2010

    • Author(s)
      さこ隆志
    • Organizer
      VI International Symposium on Very High Energy Cosmic Ray Interaction
    • Place of Presentation
      Fermi Lab (USA)
    • Year and Date
      20100628-20100712
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.stelab.nagoya-u.ac.jp/LHCf

URL: 

Published: 2012-07-19  

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