超高エネルギーガンマ線点源からのバースト現象の探索

寻找超高能伽马射线点源的爆发现象

基本信息

批准号：
06740230
负责人：
日比野欣也
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kanagawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06740230/
关键词：
ガンマ線バーストブラックホール宇宙線

项目摘要

「超高エネルギーガンマ線点源からのバースト現象の探索」は1979年度から観測を開始した‘‘チベット高原における超高エネルギー宇宙ガンマ線観測実験''によって蓄積されたデータを解析することにより行った。この実験は中国との共同でチベット自治区ヤンパーチン高原(標高4300m)に粒子線検出器65台を格子上に設置することによって、ガンマ線が大気中で引き起こす空気シャワー粒子群を捕らえて、10TeV以上のガンマ線の到来方向を高精度で決定できるように設計されている。到来方向の決定精度は約0.8度となり、このエネルギー領域では現在、世界で唯一の高精度実験である。今回の解析は特にホーキングらによって予言された宇宙初期に形成された原始ブラックホール(以下、PBHとする)が寿命により自己消滅(蒸発)する時に放射するガンマ線バーストの探索を中心に行った。理論的には、5×10^<15>g程度の質量を持ったPBHが今現在蒸発している時期に相当し、そのバーストの規模は継続時間はパラメタとなるが、τ=64秒間とし最後の1秒間に77%のエネルギー放射があると仮定すれば、10TeV以上ガンマ線が約10^<27>個が放出されると予想される。これまでに1990年6月から1992年9月までの期間のデータについてバースト解析を終えている。解析は1秒以内に半径1度以内の空間から連続して到来した事象をカウントすることによって行われた。現在までのところPBHからのバースト現象を捕らえた兆候はなく、太陽系近傍のPBHの存在数密度の上限値を与えることになった。その値は理論的予想に大きく依存するが上記のモデルを仮定すれば、99%信頼度で7.3×10^5pc^<-3>year^<-1>となり、現在までに宇宙線実験の結果の中で最も厳しい上限値を与えている。

The "searching for burst phenomena from ultra-high energy gamma-ray point sources" was carried out by analyzing data accumulated through the "ultra-high energy cosmic gamma-ray observation experiments at the Tibetan Plateau" which began observations in 1979. This experiment was designed in collaboration with China to install 65 particle beam detectors on the grid at Yang Pachin Plateau (4,300m above sea level) in西藏自治区域，并捕获大气中伽玛射线引起的空气淋浴颗粒，从而可以高精度确定10TEV或更高的伽马射线的到达方向。确定到达方向的准确性约为0.8度，目前是该能量场上世界上唯一的高精度实验。该分析的重点是搜索当Hawking等人预测的早期宇宙中形成的原始黑洞（以下称为PBH），由于其寿命而导致的自我施加（蒸发）。从理论上讲，这对应于当前质量约为5×10^<15> g的PBH当前蒸发，而爆发的持续时间是一个参数，但是假设最后一秒钟内存在τ= 64秒和77％的能量辐射，则预计大约10^<27> Gamma Rays将散发出10台10tev。到目前为止，从1990年6月到1992年9月，已经完成了爆发分析。该数据是通过计算一秒钟内从1°半径范围内从空间到达的连续事件进行的分析。迄今为止，还没有迹象表明PBH的爆发现象，并且已经给出了太阳系附近PBH的上限。该值在很大程度上取决于理论预测，但是假设上述模型为7.3×10^5pc^<-3> Year^<-1>，其置信度为99％，使其成为迄今为止宇宙射线实验结果的最严格上限。