一次宇宙線(陽子・ヘリウム)の精密測定による大気ニュートリノ絶対強度の決定

通过精确测量初级宇宙射线（质子和氦）确定大气中微子的绝对强度

• 批准号: 12047227
• 负责人: 吉田 哲也
• 金额: $ 106.75万
• 依托单位: The High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12047227/
• 关键词: BESS気球実験; 超伝導スペクトロメータ; 一次宇宙線; エネルギースペクトル; 国際研究者交流; アメリカ合衆国; 大気ニュートリノ絶対流束; 高運動量分解能; BESS; 宇宙船μ粒子スペクトル; 高度依存性; 大気シャワーモデル; 大気ニュートリノ振動; 飛跡検出器; μ粒子残留大気圧依存性; 気球搭載型超伝導スペクトロメータ; 陽子・ヘリウムスペクトラム; ドリフトチェンバの開発; ニュートリノスペクトラムへの地磁気効果

平成14年度に実施したBESS気球搭載型超伝導スペクトロメータを用いた宇宙粒子線観測気球実験のデータ解析を進め、1〜540GeVの広いエネルギー領域にわたる一次宇宙線(陽子・ヘリウム)エネルギースペクトルを10%以下の精度で決定した。平成14年8月に実施された気球実験では気球運用のトラブルから観測時間が予定より短く、また平成15年度の気球実験はNASAの科学観測用大型気球のトラブルの頻発による使用許可取り消しのため実施できなかった。そこで測定器性能の理解を徹底的に深めて平成14年に得られたデータを最大限生かし、初期の目標をほぼ達成するエネルギー領域と精度でエネルギースペクトルを決定できた。データ解析にあたっては、PCコンプレックスとSANEデータストレージシステムを組み合わせた新しいデータ解析用計算機システムを構築し、フライトデータから信頼できる測定器較正パラメタを導出し、またシミュレーションデータの生成に利用した。BESS測定器についても地上での観測における高エネルギー領域での粒子識別性能を向上させるため、シリカエアロジェルカウンタの改良を進めた。飛跡検出器読出し用電子回路も10ビット精度のフラッシュADCシステムを構築し、運動量分解能の一層の改善を図った。また超伝導マグネットの運用に必要な機器を更新し、地上観測において効率的に超伝導ソレノイドを運用できるように改善した。これらの成果は平成15年8月に開催された国際宇宙線会議(ICRC2003)や「第5回ニュートリノ振動とその起源ワークショップ(NOON2004)」、日本物理学会等で報告された。

我们正在对2002财年使用BESS气球安装的超导光谱仪进行的宇宙粒子束观测气球实验进行数据分析，并在1至540的宽能量范围内改进了初级宇宙线（质子/氦）能谱。 GeV 为 10%，其精度如下。 2002年8月进行的气球实验中，由于气球运行出现问题，观测时间比计划的要短，而2003年的气球实验则是由于问题频发而取消了NASA使用大型气球进行科学观测的许可。不能。因此，通过彻底加深对测量仪器性能的了解，并充分利用2002年获得的数据，我们能够确定能谱，其能量范围和精度几乎达到了我们最初的目标。在数据分析方面，结合PC机和SANE数据存储系统构建了新的数据分析计算机系统，用于从飞行数据中导出可靠的测量仪器校准参数并生成模拟数据。对于BESS仪器，我们还改进了二氧化硅气凝胶计数器，以提高地面观测时高能区域的粒子识别性能。电子电路还构建了10位精度的闪存ADC系统，用于读出轨迹检测器，进一步提高了动量分辨率。此外，还更新了操作超导磁体所需的设备，并进行了改进，以使超导螺线管在地面观测期间能够高效运行。这些结果在 2003 年 8 月举行的国际宇宙射线会议 (ICRC2003)、第五届中微子振荡及其起源研讨会 (NOON2004) 以及日本物理学会上进行了报告。

项目成果

M.MOTOKI ET AL.: "PRECISE MEASUREMENT OF ATMOSPHERIC MUON FLUXES AT SEA LEVEL"PROC. 27TH INTL. COSMIC RAY CONF. (HAMBURG). 927-930 (2001)

M.MOTOKI 等人：“海平面大气 μ 介子通量的精确测量”过程。

T.Sanuki et al.: "Precise Measurement of Cosmic-Ray Proton and Helium Spectra with the BESS"The Asrrophysical Journal. 545. 1135-1142 (2000)

T.Sanuki 等人：“使用 BESS 精确测量宇宙射线质子和氦光谱”《Asrrophysical Journal》。

K.Abe et al.: "Measurements of Proton, Helium and Muon Spectra at Small Atmospheric Depths with the BESS Spectrometer"Physics Letter B. 564. 8-20 (2003)

K.Abe 等人：“使用 BESS 光谱仪测量小大气深度的质子、氦和 μ 子光谱”《物理学快报》B. 564. 8-20 (2003)

Y.Shikaze et al.: "Large-area Scintillation Hodoscope with 50ps Timing Resolution onboard BESS"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. A455. 596-606 (2000)

Y.Shikaze 等人：“BESS 上具有 50ps 定时分辨率的大面积闪烁视镜”物理研究中的核仪器和方法。

T.SANUKI ET AL.: "PRECISE MEASUREMENTS OF COSMIC-RAC HYDROGEN AND HELIUM SPECTRA WITH BESS"ADV. SPALE RES.. 27(4). 771-774 (2001)

T.Sanuki 等人：“使用 BESS 精确测量 COSMIC-RAC 氢和氦光谱”ADV。