Long-term observations to study the origins of Galactic Cosmic Rays and search for Dark Matter with CALET

使用 CALET 进行长期观测，研究银河宇宙线的起源并寻找暗物质

基本信息

批准号：
19H05608
负责人：
鳥居祥二
金额：
$ 128.79万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-06-26 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究で実施しているISS日本実験棟・「きぼう」に搭載したCALorimetric Electron Telescope（CALET）による高エネルギー宇宙線の観測は、2015年10月から約7.5年に亘って極めて順調に実施されている。JAXAと連携した軌道上観測の常時モニタリングを行って観測運用の最適化を図ることにより、効率的かつ安定的な観測が実現されている。その結果、主要な観測モードである高エネルギートリガーによる観測イベント数はすでに約18億に達しており、所期の目的である、(1) 1 GeV-10 TeV領域の電子、(2) 10 GeV-数100 TeV領域の陽子・原子核、(3)１GeV-1 TeV領域のガンマ線、の観測を継続的に実施している。これまでの観測結果のデータ解析により、本年度は以下の３件の論文をPRL誌において発表している。１）核子当たり8.8 GeV-240 GeV領域でのニッケルのエネルギースペクトルの観測結果、及び鉄のエネルギースペクトルの比較、２）50　GeV-60 TeV領域での陽子のエネルギースペクトルとその解釈、３）核子当たり8.4 GeV-3.8 TeV領域でのホウ素のエネルギースペクトルとホウ素/炭素比のエネルギー依存性、及びそのLeaky Box Modelによる検証。これらはいずれもこれまでの観測では確実には達成されなかった、高エネルギー領域における高精度な観測結果であり、宇宙線の起源と伝播について重要な知見をもたらすものである。さらに、LIGO-VirgoのO3 ランで観測された重力波発生天体からの7 keV-TeV領域の電磁成分の観測結果(上限値）をApJ誌において発表している。なお、この期間の最新の研究成果は、COSPAR等の国際会議（８件、内3件は招待講演）や日本物理学会（15件）等の国内会議において適宜発表している。

这项研究使用国际空间站日本实验舱“希望”上的量热电子望远镜（CALET）进行的高能宇宙线观测自2015年10月以来已经极其顺利地进行了约7.5年。通过与 JAXA 合作持续监测在轨观测并优化观测操作，实现了高效稳定的观测。结果，使用高能触发作为主要观测模式的观测事件数量已达到约18亿个，预期目标是（1）1 GeV-10 TeV区域的电子，（2）10 GeV我们正在持续对-100 TeV区域的质子和原子核以及（3）1 GeV-1 TeV区域的伽马射线进行观测。根据迄今为止观测结果的数据分析，今年PRL上发表了以下三篇论文。 1) 每个核子在 8.8 GeV-240 GeV 区域观测到的镍能谱与铁能谱的比较，2) 50 GeV-60 TeV 区域质子的能谱及其解释，3) 每个核子8.4 GeV-3.8 TeV 区域硼能谱和硼/碳比的能量依赖性及其使用漏盒模型的验证。这些是高能区域的高精度观测结果，这是以前的观测无法可靠实现的，并提供了有关宇宙线起源和传播的重要知识。此外，我们还在 ApJ 上发表了 LIGO-Virgo O3 运行期间观测到的引力波产生物体在 7 keV-TeV 区域的电磁分量的观测结果（上限）。这期间的最新研究成果已在COSPAR等国际会议（8次会议，其中3次特邀报告）和日本物理学会等国内会议（15次会议）上发表。