宇宙における高エネルギー粒子の生成・加速機構の実験的研究

空间高能粒子产生及加速机理实验研究

基本信息

批准号：
09J02995
负责人：
赤池陽水
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、高エネルギー宇宙線電子成分の観測により、近傍加速源や暗黒物質の探索を行うことである。このために、電子観測に最適な検出器を開発し、国際宇宙ステーション(International Space Station:ISS)における本格的な宇宙線観測計画(CALorimetric Electron Telescope:CALET)を進めている。高精度な電子観測を実現するためには、検出器に優れたエネルギー測定性能とバックグラウンドとなる陽子との強力な粒子識別性能が要求される。CALIETはこれらを実現するために厚いカロリメータ型の検出器を採用しており、これまでにシミュレーション計算を通じて、潜在的に高い観測能力を持つことを示している。本年度はこれらを実証するために、欧州原子核機構(CERN)におけるSPS加速器を用いたビーム試験を実施した。電子10-290GeV、陽子30-350GeVのビームをCALETのプロトタイプとなる検出器に照射し、シャワーの粒子数分布やエネルギー分解能、粒子識別において重要なパラメータとなるシャワーの横拡がりや遷移曲線について、電子、陽子の各粒子、各エネルギーにおける実験データの解析を進めている。これらの実験データは、CALETにおける開発要素の技術実証やISSにおける観測性能の実証に加えて、シミュレーション計算で再現することにより、CALETの解析手法の検証やシミュレーション計算自体の精度向上の点で大きな成果が得られている。また今回のビーム試験では、高統計の陽子イベントを取得しており、今後さらに詳細に解析を進めることで、シミュレーション計算において最も不定性の大きいハドロン相互作用モデルについて、CALETに最も適したモデル選別の検証も実施する予定である。

这项研究的目的是通过观察高能宇宙射线电子组件来搜索附近的加速源和暗物质。为此，我们开发了一个最适合电子观察的探测器，目前正在国际空间站（ISS）进行全尺度的量热电子望远镜（Calet）程序。为了实现高精度电子观察，检测器需要出色的能量测量性能和背景质子之间的强粒子识别性能。 Caliet采用厚热量计型检测器来实现这些探测器，并表明它们通过模拟计算具有可能具有很高的观察能力。今年，我们使用欧洲核机制（CERN）的SPS加速器进行了梁测试，以证明这些测试。电子10-290 GEV和质子的光束将辐射到eTector的探测器上，该探测器是eart earty型的探测器，每个电子，质子粒子和每个能量的实验数据进行了分析，以分析淋浴的横向传播和过渡曲线，这是淋浴的颗粒数量，能量分辨率，颗粒和粒子的颗粒分布，鉴定的重要参数。除了证明燃料中开发元件和ISS中的观察性能的技术证明外，这些实验数据还通过仿真计算复制，从而取得了良好的结果，从而验证了磁盘分析方法并提高了仿真计算本身的准确性。此外，在此梁测试中，已经获得了高统计质子事件，并且通过进一步的详细分析，我们计划验证最适合强子相互作用模型的模型选择，这是模拟计算中最无限的。