Search for cosmic PeV particle accelerators using a new cosmic-ray observatory in Andes highland

使用安第斯高地的新宇宙射线观测站寻找宇宙 PeV 粒子加速器

基本信息

批准号：
19H00678
负责人：
さこ隆志
金额：
$ 28.95万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

宇宙を飛び交う高エネルギーの粒子「宇宙線」は、銀河系内の天体でも10^15電子ボルト以上に加速されていると考えられている。一方、加速天体はいまだに明らかになっておらず、宇宙物理学上で最大の謎のひとつである。10^15電子ボルトの粒子が天体周辺の物質にぶつかると、10^14電子ボルトのガンマ線が生成される。発生源から直進して飛来するガンマ線を検出することで10^15電子ボルト加速天体を特定できる。本研究では、南米ボリビアの標高4700mのチャカルタヤ山中腹に建設された新しい空気シャワー検出器に、地下ミュー粒子検出器を設置することで、世界で初めての南天での10^14電子ボルトガンマ線放射天体を探索する。南半球からは、銀河系中心付近に存在する超巨大ブラックホールや、超新星残骸、パルサーなど、多様な候補天体が観測可能で、初発見から系統的研究につなげる。前年度分繰越予算によって2022年9月に稼働を開始した地上検出器の遠隔モニタと解析を進めた。遠隔モニタではネットワークと電源の不具合が少数見られたが、現地研究者の対応によってすぐに回復することができた。多数の検出器で9月に解決できなかった光漏れが発見され、2023年3月の訪問で解決した。解析では較正前のデータで1度の角度分解能が確認され、この分解能から期待される月の影が約100日のデータで4シグマで検出された。初期データとはいえ、期待通りの性能が発揮されている。地上検出機拡張用に乗鞍観測所から確保したプラスチックシンチレータを、ALPACA実験に利用できる厚さに加工した。また、ガンマ線検出時のガンマ線到来頻度の計算において、モンテカルロ計算中のハドロン相互作用モデルの影響を調べ論文を発表した。

人们认为，高能宇宙射线是在空间周围飞行的颗粒，被认为在银河系中的天体中被超过10^15的电子电压加速。同时，尚未透露加速的天体，并且是天体物理学中最大的奥秘之一。当10^15电子伏特的颗粒击中天体周围的材料时，会产生10^14电子伏的伽马射线。通过检测伽马射线直接从源飞行，可以鉴定出10^15的电子伏特加速器体。在这项研究中，在南美洲玻利维亚的高度为4,700m的Chakaltaya山中部建造的新的空气淋浴探测器上，将地下隆隆粒子探测器安装在新的空气淋浴探测器上，以探索南部的首个10^14^14 Electron volt Gamma Ray射线辐射物体。从南半球可以观察到各种候选物体，包括位于银河系中心附近的超大质量黑洞，超新星残留物和脉冲星，从第一个发现，可以用来进行系统的研究。我们根据上一年的承载预算对2022年9月开始运行的地面探测器进行了远程监控和分析。远程监视器上有一些网络和电源问题，但是当地的研究人员能够迅速康复。许多探测器发现了9月无法解决的光泄漏，并于2023年3月进行访问时解决。分析证实了校准前数据中的一个度角度分辨率，并且该分辨率的预期月光阴影被检测到数据中的四个sigmas大约100天。尽管它是初始数据，但它的性能如预期的。从Norikura天文台固定的用于地面检测器扩展的塑料闪光灯被处理为可用于羊驼实验的厚度。此外，在计算伽马射线到达伽马射线检测的频率时，我们研究了蒙特卡洛计算过程中强子相互作用模型的影响，并发表了一篇论文。

项目成果

期刊论文数量（31）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Detectability of southern gamma-ray sources beyond 100 TeV with ALPAQUITA, the prototype experiment of ALPACA

DOI：
10.1007/s10686-021-09796-8
发表时间：
2021-09
期刊：
Experimental Astronomy
影响因子：
3
作者：
S.Kato;C.A.H.Condori;E.dela Fuente;A. Gomi;K. Hibino;N. Hotta;I. Toledano–Juárez;Y. Katayose;C. Kato;K. Kawata;W. Kihara;Y. Ko;T. Koi;H. Kojima;D. Kurashige;J. Lozoya;F. Orozco-Luna;R. Mayta;P. Miranda;K. Munakata;H. Nakada;Y. Nakamura;Y. Nakazawa;C. Nina;M. Nishizawa;S. Ogio;M. Ohnishi;T. Ohura;S. Okukawa;A. Oshima;M. Raljevich;H. Rivera;T. Saito;T. Sako;T. Sako;S. Shibata;A. Shiomi;M. Subieta;N. Tajima;W.Takano;M. Takita;Y. Tameda;K. Tanaka;R. Ticona;H. Torres;H. Tsuchiya;Y. Tsunesada;S. Udo;K. Yamazaki;Y. Y. I. F. C. R. Research-Y.;Instituto de Investigaciones F'isicas;Universidad Mayor de San Andres;D. D. F'isica-D.;Cucei;Universidad de Guadalajara;Doctorado en Tecnolog'ias de la Informaci'on;Cucea;Maestr'ia en Ciencia de Datos;Graduate School of Science;Yokohama National University;Faculty of Electrical Engineering;Kanagawa University;Faculty of Education;Utsunomiya University;Doctorado en Ciencias F'isicas;Department of Applied Physics;Shinshu University;College of Engineering;Chubu University;Chubu Innovative Astronomical Observatory;Departamento de Ciencias de la Informaci'on y Desarrollo Tecnol'ogico-Departamento-de-Ciencias-de-la-Informaci'on-y-2264768969;Cutonala;Graduate School of Science;O. University;Nambu Yoichiro Institute of Theoretical;E. Physics;Institute of Theoretical Physics;Chinese Academy of Science.;College of Industrial Technology;Nihon University;Narashino;National Institute of Informatics;Tokyo Institute of Technology;Institute of Physical;Chemical Research;O. University;G. S. O. Sciences;Hroshima City University;Coordinaci'on General de Servicios Administrativos e Infraestruc Tecnol'ogica-Coordinaci'on-General-de-Servicios-Administrativos-2264869021;Japan Atomic Energy Agency
通讯作者：
S.Kato;C.A.H.Condori;E.dela Fuente;A. Gomi;K. Hibino;N. Hotta;I. Toledano–Juárez;Y. Katayose;C. Kato;K. Kawata;W. Kihara;Y. Ko;T. Koi;H. Kojima;D. Kurashige;J. Lozoya;F. Orozco-Luna;R. Mayta;P. Miranda;K. Munakata;H. Nakada;Y. Nakamura;Y. Nakazawa;C. Nina;M. Nishizawa;S. Ogio;M. Ohnishi;T. Ohura;S. Okukawa;A. Oshima;M. Raljevich;H. Rivera;T. Saito;T. Sako;T. Sako;S. Shibata;A. Shiomi;M. Subieta;N. Tajima;W.Takano;M. Takita;Y. Tameda;K. Tanaka;R. Ticona;H. Torres;H. Tsuchiya;Y. Tsunesada;S. Udo;K. Yamazaki;Y. Y. I. F. C. R. Research-Y.;Instituto de Investigaciones F'isicas;Universidad Mayor de San Andres;D. D. F'isica-D.;Cucei;Universidad de Guadalajara;Doctorado en Tecnolog'ias de la Informaci'on;Cucea;Maestr'ia en Ciencia de Datos;Graduate School of Science;Yokohama National University;Faculty of Electrical Engineering;Kanagawa University;Faculty of Education;Utsunomiya University;Doctorado en Ciencias F'isicas;Department of Applied Physics;Shinshu University;College of Engineering;Chubu University;Chubu Innovative Astronomical Observatory;Departamento de Ciencias de la Informaci'on y Desarrollo Tecnol'ogico-Departamento-de-Ciencias-de-la-Informaci'on-y-2264768969;Cutonala;Graduate School of Science;O. University;Nambu Yoichiro Institute of Theoretical;E. Physics;Institute of Theoretical Physics;Chinese Academy of Science.;College of Industrial Technology;Nihon University;Narashino;National Institute of Informatics;Tokyo Institute of Technology;Institute of Physical;Chemical Research;O. University;G. S. O. Sciences;Hroshima City University;Coordinaci'on General de Servicios Administrativos e Infraestruc Tecnol'ogica-Coordinaci'on-General-de-Servicios-Administrativos-2264869021;Japan Atomic Energy Agency

ALPACA実験30: ALPAQUITA実験の現状とデータ解析

ALPACA实验30：ALPAQUITA实验现状及数据分析

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yamamoto;D.;Kawasaki;N.;Tachibana;S.;Kamibayashi;M. and Yurimoto;H.;川田和正
通讯作者：
川田和正

ALPACA実験

羊驼实验

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

ALPACA: A new air shower array experiment to explore 100TeV gamma-ray sky in Bolivia

ALPAC：探索玻利维亚 100TeV 伽马射线天空的新型空气簇射阵列实验

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
加藤勢;川田和正 (ALPACA Collaboration);Kazumasa Kawata;横江誼衡，川田和正，他 The ALPACA Collaboration;加藤勢，川田和正，他 The ALPACA Collaboration;Kazumasa Kawata;Kazumasa Kawata;Sei Kato (The ALPACA Collaboration);Takashi Sako (The ALPACA Collaboration)
通讯作者：
Takashi Sako (The ALPACA Collaboration)

ALPACA実験20:ALPAQUITA実験の性能評価シミュレーション6

ALPACA实验20：ALPAQUITA实验6的性能评估模拟