宇宙線電子観測の高精度化による宇宙線起源の解明

提高宇宙线电子观测精度阐明宇宙线起源

基本信息

批准号：
15K17636
负责人：
赤池陽水
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

国際宇宙ステーションにおける宇宙線観測実験CALETは、宇宙線の起源や加速・伝播機構の解明を目的に、GeVからTeVの高エネルギー領域における宇宙線観測を実施している。CALETの検出器は平成27年8月に宇宙ステーション補給機「こうのとり」によって国際宇宙ステーションに搭載され10月から観測を開始した。所期の目的であるTeV領域の電子観測に成功し、高統計のエネルギースペクトルの導出に向けて長期間の観測を行っている。本研究では、精確なエネルギースペクトルの導出に向けて、CALETの取得データの詳細な解析を実施した。打ち上げ前に地上で取得した宇宙線ミューオンやテストパルス、及び宇宙ステーション搭載後に機上で収集した宇宙線のデータを基に、検出器全チャンネルの応答が打上前後で変化せず正常な応答を示していることを確認した。また長期間の定常観測に向けて、軌道上の観測環境に応じた観測条件の最適化を実施した。軌道上で取得したデータを基に検出器のエネルギー較正を実施するとともに、取得イベントのエネルギーや粒子種の再構成を実施し、CALETがTeV領域の電子成分のイベントを取得していることを示した。さらに陽子から鉄までの原子核、及びガンマ線が検出されていることを示した。これらの成果を基に、CALET実験は正常に初期運用を終了し、定常運用への移行を達成している。今後高統計・高精度なエネルギースペクトルの導出に向け、長期間の観測を継続すると共にデータ解析の高精度化を図る予定である。

国际空间站宇宙线观测实验CALET在GeV至TeV高能区进行宇宙线观测，旨在阐明宇宙线的起源、加速和传播机制。 CALET探测器于2015年8月由空间站补给车“Kounotori”装载到国际空间站，并于10月开始观测。我们成功地观测了TeV区域的电子，这是我们最初的目标，并且正在进行长期观测以获得高度统计的能谱。在本研究中，我们对 CALET 获得的数据进行了详细分析，以获得准确的能谱。根据发射前在地面采集的宇宙射线μ子和测试脉冲，以及装载到空间站后在船上收集的宇宙射线数据，所有探测器通道的响应均显示正常响应，在发射前后没有变化。此外，对于长期定期观测，我们根据在轨观测环境优化观测条件。除了根据在轨道上获取的数据校准探测器的能量外，我们还重建了所获取事件的能量和粒子类型，并证明CALET正在利用TaV区域的电子元件获取事件。此外，研究还表明，已经检测到从质子到铁的原子核以及伽马射线。基于这些结果，CALET实验成功完成了初始运行并过渡到常规运行。未来，我们计划继续长期观测并提高数据分析的准确性，以获得高度统计和高精度的能谱。